Forschung zur Standardisierung von N-Typ-TOPCon-Zellen
- aktualisiert: 2023-05-14
- By
ooitech
- Besuche: 5498
- 0
In den letzten Jahren hat sich die Photovoltaikzellenindustrie mit der Entwicklung und Nutzung neuer Technologien, neuer Prozesse und neuer Strukturen von Photovoltaikzellen rasant weiterentwickelt. Als Schlüsseltechnologie zur Unterstützung der Entwicklung neuer Energien und intelligenter Netze sind n-Typ-Zellen zu einem Brennpunkt in der globalen industriellen Entwicklung geworden.
Da die n-Typ-Tunneloxidschicht-Passivierungskontakt-Photovoltaikzelle (im Folgenden als „n-Typ-TOPCon-Zelle“ bezeichnet) den Leistungsvorteil aufweist, die Effizienz im Vergleich zu herkömmlichen Photovoltaikzellen deutlich zu verbessern, mit der Erhöhung der kostenkontrollierbaren und ausgereiften Geräteumwandlung, die n-Typ-TOPCon-Zelle Der weitere Ausbau der inländischen Produktionskapazität ist zur Hauptentwicklungsrichtung hocheffizienter Photovoltaikzellen geworden.
Die Standardisierung von TOPCon-Batterien vom Typ n steht vor Problemen wie der Unfähigkeit, aktuelle Standards abzudecken, und der Notwendigkeit, die Anwendbarkeit von Standards zu verbessern. In diesem Artikel werden Untersuchungen und Analysen zur Standardisierung von TOPCon-Batterien vom Typ n durchgeführt und Vorschläge für die Standardisierung gegeben.Entwicklungsstand der n-Typ-TOPCon-ZelltechnologieDie Struktur des p-Typ-Siliziumbasismaterials, das in herkömmlichen Photovoltaikzellen verwendet wird, ist n+pp+, die Lichtempfangsoberfläche ist eine n+-Oberfläche und Phosphordiffusion wird zur Bildung des Emitters verwendet.Es gibt zwei Haupttypen von Homojunction-Photovoltaikzellenstrukturen für n-Typ-Siliziumbasismaterialien: eine ist n+np+ und die andere ist p+nn+.Im Vergleich zu p-Typ-Silizium weist n-Typ-Silizium eine längere Lebensdauer der Minoritätsträger, eine geringere Dämpfung und ein größeres Effizienzpotenzial auf.Die doppelseitige n-Typ-Zelle aus n-Typ-Silizium bietet die Vorteile eines hohen Wirkungsgrads, einer guten Reaktion auf schwaches Licht, eines niedrigen Temperaturkoeffizienten und einer doppelseitigen Stromerzeugung.Da die Anforderungen der Industrie an die photoelektrische Umwandlungseffizienz von Photovoltaikzellen weiter steigen, werden hocheffiziente Photovoltaikzellen vom n-Typ wie TOPCon, HJT und IBC nach und nach den zukünftigen Markt besetzen.Laut der 2021 International Photovoltaic Roadmap (ITRPV), einer globalen Technologie- und Marktprognose für die Photovoltaikindustrie, repräsentieren N-Typ-Zellen die zukünftige Technologie- und Marktentwicklungsrichtung von Photovoltaikzellen im In- und Ausland.Unter den technischen Routen der drei Arten von n-Typ-Batterien haben sich n-Typ-TOPCon-Batterien aufgrund ihrer Vorteile einer hohen Auslastung vorhandener Geräte und einer hohen Umwandlungseffizienz zur Technologieroute mit dem größten Industrialisierungsmaßstab entwickelt.
Derzeit werden TOPCon-Batterien vom Typ n in der Industrie im Allgemeinen auf der Grundlage der LPCVD-Technologie (chemische Niederdruck-Dampfphasenabscheidung) hergestellt, die viele Verfahren aufweist, Effizienz und Ausbeute begrenzt sind und die Ausrüstung auf Importe angewiesen ist. Es muss verbessert werden. Die großtechnische Produktion von TOPCon-Zellen vom n-Typ steht vor technischen Schwierigkeiten wie hohen Herstellungskosten, komplizierten Prozessen, geringer Ausbeute und unzureichender Umwandlungseffizienz.Die Industrie hat viele Versuche unternommen, die Technologie der n-Typ-TOPCon-Zellen zu verbessern. Unter anderem wird die Technologie der in-situ-dotierten Polysiliziumschicht bei der Abscheidung einer Tunneloxidschicht und einer dotierten Polysiliziumschicht (n+-polySi) in einem einzigen Prozess ohne Ummantelungsplattierung angewendet;Die Metallelektrode der n-Typ-TOPCon-Batterie wird durch die neue Technologie des Mischens von Aluminiumpaste und Silberpaste hergestellt, was die Kosten senkt und den Kontaktwiderstand verbessert; übernimmt die vordere selektive Emitterstruktur und die hintere mehrschichtige Tunnelpassivierungs-Kontaktstrukturtechnologie.Diese technologischen Verbesserungen und Prozessoptimierungen haben gewisse Beiträge zur Industrialisierung von n-Typ-TOPCon-Zellen geleistet.Forschung zur Standardisierung von TOPCon-Batterien vom Typ nEs gibt einige technische Unterschiede zwischen TOPCon-Zellen vom n-Typ und herkömmlichen Photovoltaikzellen vom p-Typ, und die Beurteilung von Photovoltaikzellen auf dem Markt basiert auf den aktuellen Standards für konventionelle Batterien, und es gibt keine klaren Standardanforderungen für Photovoltaikzellen vom n-Typ .Die n-Typ-TOPCon-Zelle zeichnet sich durch geringe Dämpfung, niedrigen Temperaturkoeffizienten, hohen Wirkungsgrad, hohen bifazialen Koeffizienten, hohe Öffnungsspannung usw. aus. Sie unterscheidet sich von herkömmlichen Photovoltaikzellen hinsichtlich der Standards.
Dieser Abschnitt beginnt mit der Bestimmung der Standardindikatoren der N-Typ-TOPCon-Batterie. Führen Sie eine entsprechende Überprüfung der Krümmung, der Elektrodenzugfestigkeit, der Zuverlässigkeit und der anfänglichen lichtinduzierten Dämpfungsleistung durch und besprechen Sie die Überprüfungsergebnisse.Bestimmung von StandardindikatorenHerkömmliche Photovoltaikzellen basieren auf der Produktnorm GB/T29195-2012 „Allgemeine Spezifikationen für bodengenutzte kristalline Siliziumsolarzellen“, die eindeutig die charakteristischen Parameter von Photovoltaikzellen fordert.Basierend auf den Anforderungen von GB/T29195-2012, kombiniert mit den technischen Eigenschaften von TOPCon-Batterien vom Typ n, wurde die Analyse Stück für Stück durchgeführt.Siehe Tabelle 1. TOPCon-Batterien vom Typ n sind hinsichtlich Größe und Aussehen grundsätzlich mit herkömmlichen Batterien identisch.
Tabelle 1 Vergleich zwischen der N-Typ-TOPCon-Batterie und den Anforderungen von GB/T29195-2012
Hinsichtlich der elektrischen Leistungsparameter und des Temperaturkoeffizienten werden Tests gemäß IEC60904-1 und IEC61853-2 durchgeführt, und die Testmethoden stimmen mit denen herkömmlicher Batterien überein; Die Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften unterscheiden sich von herkömmlichen Batterien hinsichtlich Biegegrad und Elektrodenzugfestigkeit.Darüber hinaus wird je nach tatsächlicher Anwendungsumgebung des Produkts ein Test mit feuchter Hitze als Zuverlässigkeitsanforderung hinzugefügt.Basierend auf der obigen Analyse wurden Experimente durchgeführt, um die mechanischen Eigenschaften und die Zuverlässigkeit von TOPCon-Batterien vom n-Typ zu überprüfen.Als Versuchsmuster wurden Photovoltaik-Zellenprodukte verschiedener Hersteller mit dem gleichen technischen Weg ausgewählt. Die Proben wurden von Taizhou Jolywood Optoelectronics Technology Co., Ltd. zur Verfügung gestellt.Das Experiment wurde in Drittlabors und Unternehmenslabors durchgeführt und die Parameter wie Biegegrad und Elektrodenzugfestigkeit, Wärmezyklustest und Feuchtwärmetest sowie die anfängliche lichtinduzierte Dämpfungsleistung wurden getestet und verifiziert.Überprüfung der mechanischen Eigenschaften von PhotovoltaikzellenDer Biegegrad und die Elektrodenzugfestigkeit in den mechanischen Eigenschaften von TOPCon-Batterien vom n-Typ werden direkt auf dem Batterieblatt selbst getestet, und die Überprüfung der Testmethode erfolgt wie folgt.Überprüfung des BiegetestsUnter Krümmung versteht man die Abweichung zwischen dem Mittelpunkt der Mittelfläche der geprüften Probe und der Referenzebene der Mittelfläche. Es ist ein wichtiger Indikator zur Beurteilung der Flachheit der Batterie unter Belastung, indem die Biegeverformung der Photovoltaikzelle getestet wird.Seine primäre Testmethode besteht darin, den Abstand von der Mitte des Wafers zu einer Referenzebene mithilfe eines Niederdruck-Verschiebungsindikators zu messen.Jolywood Optoelectronics und Xi'an State Power Investment stellten jeweils 20 Stück TOPCon-Batterien vom Typ M10 vom Typ n zur Verfügung. Die Ebenheit der Oberfläche war besser als 0.01 mm und die Batteriekrümmung wurde mit einem Messgerät mit einer Auflösung von besser als 0.01 mm getestet.Der Batteriebiegetest wird gemäß den Bestimmungen von 4.2.1 in GB/T29195-2012 durchgeführt.Die Testergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Tabelle 2 Biegetestergebnisse von TOPCon-Zellen vom n-Typ
Die unternehmensinternen Kontrollstandards von Jolywood und Xi'an State Power Investment erfordern beide, dass der Biegegrad nicht mehr als 0.1 mm beträgt. Laut der Analyse der Stichprobentestergebnisse beträgt der durchschnittliche Biegegrad von Jolywood Optoelectronics und Xi'an State Power Investment 0.056 mm bzw. 0.053 mm. Die Maximalwerte betragen 0.08 mm bzw. 0.10 mm.Gemäß den Ergebnissen der Testverifizierung wird die Anforderung vorgeschlagen, dass die Krümmung der n-Typ-TOPCon-Batterie nicht mehr als 0.1 mm betragen darf.Überprüfung der ElektrodenzugfestigkeitsprüfungDas Metallband wird durch Schweißen mit dem Gitterdraht der Photovoltaikzelle verbunden, um Strom zu leiten. Das Lötband und die Elektrode sollten stabil verbunden sein, um den Kontaktwiderstand zu minimieren und die Stromleitungseffizienz sicherzustellen.Aus diesem Grund kann der Elektrodenzugfestigkeitstest am Gitterdraht der Batterie die Elektrodenschweißbarkeit und Schweißqualität der Batterie bewerten, was eine gängige Testmethode für die Haftfestigkeit des Photovoltaik-Batteriemotors ist.<section style="margin: 0px 0px 16px;padding: 0px;outline
