Pin mặt trời công nghệ topcon là gì? tìm hiểu về pin mặt trời Topcon

Hiệu suất của các tế bào năng lượng mặt trời sản xuất theo phương pháp truyền thống đã được cải thiện đáng kể, với hiệu suất lên đến 22% có sẵn thương mại trên thị trường từ các tế bào năng lượng mặt trời PERC, IBC, HJT, và tế bào tinh thể shingled. Trong loạt cấu trúc tế bào khác nhau, quá trình bảo vệ tiếp xúc đã là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong nhiều thập kỷ, đặc biệt là công nghệ tế bào TOPCON.

Ý tưởng công nghệ TOPCON

Ý tưởng của công nghệ TOPCON là kim loại không tiếp xúc trực tiếp với wafer. TOPCON có một lớp nền Silic N-Type và được áp dụng một lớp oxide túnel mỏng, tiếp theo là một lớp poly silic được dot n hoặc p, tiếp xúc với kim loại ở hai đầu. Oxide túnel này chặn một loại carrier và do đó được gọi là  bảo vệ tiếp xúc. So với công nghệ Heterojunction (HJT) có cả hai lớp màng mỏng amorphous và crystalline, quá trình sản xuất hoàn toàn khác so với công nghệ TOPCON chỉ là một bản nâng cấp từ cấu trúc PERC bằng cách thêm một lớp oxide bảo vệ. Bằng cách thay đổi vật liệu nền từ silic P-Type sang silic N-Type, dây chuyền sản xuất PERC hiện có trên thị trường có thể được nâng cấp lên cấu trúc TOPCON chỉ bằng cách thêm lớp bảo vệ túnel. Điều này có nghĩa là có chi phí về vốn/sản xuất so với các công nghệ khác như HJT/IBC (tiếp xúc phía sau nối) đòi hỏi một kiểu kiến trúc khác, chi phí sẽ thấp hơn.

Cấu trúc Tế bào mặt trời TOPCON:

Một tế bào mặt trời tinh thể điển hình được tạo ra từ vật liệu nền bán dẫn loại N và loại P. Nếu bạn muốn biết thêm về cách tạo ra các tấm pin mặt trời, tham khảo một trong các bài viết trước đây ở đây “Quy trình Sản xuất Tấm Pin Mặt Trời”. Trong công nghệ TOPCON, tế bào được bảo vệ bằng một lớp mỏng Oxide nhôm (Al2O3) trên bề mặt của vật liệu loại P và chứa một lớp tunneling Silicon dioxide (SiO2) rất mỏng khoảng 2 nm và một lớp màng mỏng polysilicon có độ dẫn điện cao đặt dưới lớp SiO2. Phần quan trọng của công nghệ TOPCON là quá trình bảo vệ xảy ra do màng mỏng oxide tunneling và lớp polysilicon đặc biệt dẫn đến lượng tái kết hợp tối thiểu.

Video giải thích về tấm pin N-Type topcon

Quy trình sản xuất tế bào mặt trời TOPCON:

So với cấu trúc tinh thể truyền thống, cấu trúc TOPCON có

Lớp oxide siêu mỏng

• Lớp oxide siêu mỏng thường có độ dày khoảng 1,4 – 1,5 µm. Phương pháp đơn giản nhất để tạo ra lớp oxide mỏng là ngâm trong dung dịch hỗn hợp axit ở nhiệt độ trên 90°C. Lớp oxide cực kỳ mỏng này cải thiện hiệu suất chuyển đổi bằng cách liên kết với các liên kết lẻo lõm tại bề mặt của tinh thể đơn. Điều này cũng cho phép chuyển giao nhanh chóng của electron/điện tử.

Màng poly silicon được nhuộm doped

• Màng poly silicon được nhuộm Sự nhuộm đậm đặc của lớp polysilicon được tạo ra thông qua phương pháp LPCVD (Low-Pressure Chemical Vapour Deposition) hoặc PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition). Với một màng mỏng poly silicon được nhuộm đậm, sẽ có sự tăng cường về dẫn điện và khả năng giảm điện trở của kết hợp, từ đó cải thiện đầu ra dòng điện.

Tìm hiểu thêm: Tấm pin 2 mặt kính là gì, cách thức hoạt động của chúng ?

Quá trình sản xuất theo công nghệ TOPCON:

Hình 2 mô tả quá trình sản xuất. Chuỗi xây dựng tế bào được thể hiện dưới đây. Bề mặt của cả hai bên được tạo cấu trúc bằng kali hydroxide (KOH). Sau đó, sử dụng dung dịch boron tribromide (BBr­3) để tạo nguồn nhiễm boron. Sau khi làm sạch bằng các chất hóa học, một lớp tunneling SiOx được phát triển nhiệt độ và một lớp poly silicon nguyên chất được tích luỹ trong hệ thống LPCVD. Nguồn nhiễm boron được bảo vệ bằng một lớp phim của lớp cách điện. Lớp SiOx/n+-poly-silicon ở mặt sau được phủ bằng PECVD SiNx: H. Các tiếp xúc kim loại được in ấn màn hình ở cả hai mặt[2].

Video quy trình sản xuất tấm pin topcon

Tiến triển về hiệu suất của tế bào TOPCON:

Hiệu suất của tế bào mặt trời TOPCON được báo cáo ở quy mô phòng thí nghiệm trong quý 1 và quý 2 năm 2013 là khoảng 21,8% và 22,9%. Năm 2014, hiệu suất của tế bào mặt trời TOPCON đã được cải thiện lên 24,3%. Trong quý cuối cùng của năm 2015, hiệu suất được báo cáo là khoảng 25,1%. Trên quy mô phòng thí nghiệm, tế bào mặt trời TOPCON đạt hiệu suất khoảng 25,8%, được báo cáo vào năm 2017. Tế bào mặt trời TOPCON mặt đơn loại N đã đạt được 25,09%. Hiệu suất này dự kiến sẽ tăng lên 28% sau năm 2028 và sản xuất tế bào mặt trời TOPCON dự kiến sẽ tăng lên đến 14GW vào năm 2025. Hình 3 thể hiện quy mô hiệu suất thương mại/phòng thí nghiệm bởi một số viện và công ty đối với tế bào mặt trời TOPCON.

Để cạnh tranh với công nghệ PERC hiện tại có sẵn trên thị trường, việc duy trì hiệu suất chuyển đổi cao trong quy mô sản xuất là một khía cạnh quan trọng. Mặc dù các tiến bộ gần đây đã tạo ra một khoảng cách về hiệu suất giữa các tế bào PERC và TOPCON, nhưng quy trình sản xuất tiêu chuẩn cho tế bào mặt trời TOPCON vẫn chưa được xác lập đầy đủ.