Forskning i standardisering af N-type TOPCon-celler
- opdateret: 2023-05-14
- By
ooitech
- besøg: 5487
- 0
I de senere år, med udvikling og udnyttelse af nye teknologier, nye processer og nye strukturer af fotovoltaiske celler, har solcelleindustrien udviklet sig hurtigt. Som en nøgleteknologi, der understøtter udviklingen af ny energi og smarte net, er n-type celler blevet et hot spot i global industriel udvikling.
Fordi n-type tunneling oxidlag passivering kontakt fotovoltaisk celle (i det følgende benævnt "n-type TOPCon celle") har den ydeevne fordel, at den forbedrer effektiviteten væsentligt sammenlignet med konventionelle fotovoltaiske celler, med stigningen i omkostningskontrollerbar og moden udstyrstransformation, n-type TOPCon-cellen Yderligere udvidelse af den indenlandske produktionskapacitet er blevet den vigtigste udviklingsretning for højeffektive solcelleceller.
Standardiseringen af n-type TOPCon-batterier står over for problemer såsom manglende evne til at dække nuværende standarder og behovet for at forbedre anvendeligheden af standarder. Denne artikel vil udføre forskning og analyse af standardisering af n-type TOPCon-batterier og give forslag til standardisering.Udviklingsstatus for n-type TOPCon celleteknologiStrukturen af p-type siliciumbasismateriale, der anvendes i konventionelle fotovoltaiske celler, er n+pp+, den lysmodtagende overflade er n+ overflade, og fosfordiffusion bruges til at danne emitteren.Der er to hovedtyper af homojunction fotovoltaiske cellestrukturer for n-type siliciumbasismaterialer, den ene er n+np+, og den anden er p+nn+.Sammenlignet med p-type silicium har n-type silicium bedre minoritetsbærerlevetid, lavere dæmpning og større effektivitetspotentiale.Den n-type dobbeltsidede celle lavet af n-type silicium har fordelene ved høj effektivitet, god lav lysrespons, lav temperaturkoefficient og mere dobbeltsidet strømproduktion.Da industriens krav til fotoelektrisk konverteringseffektivitet af fotovoltaiske celler fortsætter med at stige, vil n-type højeffektive fotovoltaiske celler som TOPCon, HJT og IBC gradvist indtage det fremtidige marked.Ifølge 2021 International Photovoltaic Roadmap (ITRPV) globale fotovoltaiske industriteknologi og markedsprognose repræsenterer n-type celler den fremtidige teknologi- og markedsudviklingsretning for fotovoltaiske celler i ind- og udland.Blandt de tekniske ruter for de tre typer n-type batterier er n-type TOPCon-batterier blevet teknologivejen med den største industrialiseringsskala på grund af deres fordele ved høj udnyttelsesgrad af eksisterende udstyr og høj konverteringseffektivitet.
På nuværende tidspunkt er n-type TOPCon-batterier i industrien generelt fremstillet baseret på LPCVD-teknologi (low-pressure vapor-phase chemical deposition), som har mange procedurer, effektivitet og udbytte er begrænset, og udstyr er afhængigt af import. Det skal forbedres. Den storstilede produktion af n-type TOPCon-celler står over for tekniske vanskeligheder såsom høje fremstillingsomkostninger, kompliceret proces, lavt udbytte og utilstrækkelig konverteringseffektivitet.Industrien har gjort mange forsøg på at forbedre teknologien af n-type TOPCon-celler. Blandt dem anvendes in-situ-doteret polysiliciumlagsteknologi i enkeltprocessaflejring af tunneloxidlag og doteret polysiliciumlag (n+-polySi) uden indpakning;Metalelektroden på n-type TOPCon-batteriet er forberedt ved at bruge den nye teknologi med blanding af aluminiumspasta og sølvpasta, hvilket reducerer omkostningerne og forbedrer kontaktmodstanden; vedtager den forreste selektive emitterstruktur og den bagerste flerlags tunneling passiveringskontaktstrukturteknologi.Disse teknologiske opgraderinger og procesoptimering har givet visse bidrag til industrialiseringen af n-type TOPCon-celler.Forskning i standardisering af n-type TOPCon batteriDer er nogle tekniske forskelle mellem n-type TOPCon-celler og konventionelle p-type fotovoltaiske celler, og bedømmelsen af fotovoltaiske celler på markedet er baseret på de nuværende konventionelle batteristandarder, og der er ikke noget klart standardkrav for n-type fotovoltaiske celler .n-type TOPCon-cellen har egenskaberne lav dæmpning, lav temperaturkoefficient, høj effektivitet, høj bifacial koefficient, høj åbningsspænding osv. Den er forskellig fra konventionelle fotovoltaiske celler med hensyn til standarder.
Dette afsnit starter med bestemmelsen af standardindikatorerne for n-type TOPCon-batteriet, udføre tilsvarende verifikation omkring krumningen, elektrodetrækstyrken, pålideligheden og den indledende lysinducerede dæmpningsydelse, og diskutere verifikationsresultaterne.Fastlæggelse af standardindikatorerKonventionelle fotovoltaiske celler er baseret på produktstandarden GB/T29195-2012 "General Specifications for Ground-Used Crystalline Silicon Solar Cells", som klart kræver de karakteristiske parametre for fotovoltaiske celler.Baseret på kravene i GB/T29195-2012, kombineret med de tekniske egenskaber for n-type TOPCon-batterier, blev analysen udført punkt for punkt.Se tabel 1, n-type TOPCon-batterier er grundlæggende det samme som konventionelle batterier med hensyn til størrelse og udseende;
Tabel 1 Sammenligning mellem n-type TOPCon batteri og GB/T29195-2012 krav
Med hensyn til elektriske ydeevneparametre og temperaturkoefficient udføres tests i henhold til IEC60904-1 og IEC61853-2, og testmetoderne er i overensstemmelse med konventionelle batterier; kravene til mekaniske egenskaber er forskellige fra konventionelle batterier med hensyn til bøjningsgrad og elektrodetrækstyrke.Derudover er der i henhold til produktets faktiske anvendelsesmiljø tilføjet en fugtig varmetest som et pålidelighedskrav.Baseret på ovenstående analyse blev der udført eksperimenter for at verificere de mekaniske egenskaber og pålideligheden af n-type TOPCon batterier.Fotovoltaiske celleprodukter fra forskellige producenter med samme tekniske rute blev udvalgt som eksperimentelle prøver. Prøverne blev leveret af Taizhou Jolywood Optoelectronics Technology Co., Ltd.Eksperimentet blev udført i tredjepartslaboratorier og virksomhedslaboratorier, og parametre såsom bøjningsgrad og elektrodetrækstyrke, termisk cyklustest og fugtig varmetest og indledende lys-induceret dæmpningsydelse blev testet og verificeret.Verifikation af fotovoltaiske cellers mekaniske egenskaberBøjningsgraden og elektrodetrækstyrken i de mekaniske egenskaber af n-type TOPCon-batterier testes direkte på selve batteriarket, og verifikationen af testmetoden er som følger.Verifikation af bøjningstestKrumning refererer til afvigelsen mellem midtpunktet af medianoverfladen af den testede prøve og referenceplanet for medianoverfladen. Det er en vigtig indikator at evaluere fladheden af batteriet under stress ved at teste den fotovoltaiske celles bøjningsdeformation.Dens primære testmetode er at måle afstanden fra midten af waferen til et referenceplan ved hjælp af en lavtryksforskydningsindikator.Jolywood Optoelectronics og Xi'an State Power Investment leverede 20 stykker M10 størrelse n-type TOPCon-batterier hver. Fladheden af overfladen var bedre end 0.01 mm, og batterikrumningen blev testet med et måleværktøj med en opløsning bedre end 0.01 mm.Batteribøjningstesten udføres i henhold til bestemmelserne i 4.2.1 i GB/T29195-2012.Testresultaterne er vist i tabel 2.
Tabel 2 Bøjningstestresultater af n-type TOPCon-celler
Virksomhedens interne kontrolstandarder for Jolywood og Xi'an State Power Investment kræver begge, at bøjningsgraden ikke er højere end 0.1 mm. Ifølge analysen af prøvetagningstestresultaterne er den gennemsnitlige bøjningsgrad for Jolywood Optoelectronics og Xi'an State Power Investment henholdsvis 0.056 mm og 0.053 mm. De maksimale værdier er henholdsvis 0.08 mm og 0.10 mm.Ifølge resultaterne af testverifikationen foreslås kravet om, at krumningen af n-type TOPCon-batteriet ikke er højere end 0.1 mm.Verifikation af elektrodetrækstyrketestMetalbåndet er forbundet til solcellecellens gitterledning ved svejsning for at lede strøm. Loddebåndet og elektroden skal forbindes stabilt for at minimere kontaktmodstanden og sikre strømledningseffektiviteten.Af denne grund kan elektrodetrækstyrketesten på batteriets gitterledning evaluere elektrodesvejsbarheden og svejsekvaliteten af batteriet, som er en almindelig testmetode for adhæsionsstyrken af den fotovoltaiske batterimotor.<section style="margin: 0px 0px 16px;padding: 0px;outline
