技术

 

  TOPCon电池全称为隧穿氧化层钟化接电池 (TummelOxide Passivated Contact)。TOPCon是2013年中德国Fraunhofer太阳能研究院首次提出的,是一种新颖的电池技术。这种电池结构基于全面积钝化接触原理,通过选择能带结构匹配型功能材料,在Si界面直接形成对空穴较高的势垒和对电子较小的势垒,形成最佳的载流子选择性传输司时电极不直接与Si衬底接触,降低了金属/Si的接触损失。堪称是目前为止硅电池最完美的电池结构。计算表明TOPCon电池效率极限28.7%,最接近晶体硅太阳能电池理论极限效率29.43%。

 

  时至2023年,PERC电池的量产平均转换效率已接近理论极限值,进一步提升PERC电池效率的难度和成本挑战明显有所增加。且光伏头部企业间P型产品竞争力和市场份额差距不断缩小。以N型TOPCon为代表的电池技术,有望取代P型PERC电池,成为下一代主流技术。

TOPCON电池结构

 

  2023年,N型TOPCon电池量产效率与实验室效率同步提升,光伏企业TOPCon电池量产最高效率已达26.2%,实验室最高效率超26.5%,相比28.7%电池效率的理论极限,TOPCon效率提升有较大空间,更符合快速发展的光伏市场需求。

 

  随着N型技术开启规模化量产时代、相关工艺进一步成熟,将会驱动生产成本逐步下降。预计在接下来的几年里,TOPCon电池将会更加具有竞争力,有望成为市场上最重要的太阳能电池类型之一。

 

 

TOPCON技术介绍

 

  钝化接触技术是指在硅基板上生长一层非常薄的氧化硅薄膜,然后在其上沉积一层高掺杂的多晶硅层。这种结构可以有效地阻止电子从衬底逸出到外部,同时也减少了空穴与电子之间的复合,从而提高了电池的开路电压和短路电流密度,进而提升了整体电池效率。此外,钝化接触技术还可以提供出色的反向偏置特性,使得电池可以在恶劣环境下保持较高的输出功率。而且,由于这种技术不需要任何特殊的设备或工艺步骤,因此它可以很容易地应用于现有的生产线中,从而降低了生产成本。

钝化接触技术

 

工艺介绍

 

  电池切割后,边缘将直接暴露在外界环境下。电池钝化水平越高,其切割前后的效率损失越大。特殊的边缘钝化技术,在分片后立即利用特殊的场效应钝化材料对电池侧面进行处理,修补裂片后的钝化层缺失和侧面缺陷,从而减小电池裂片效率损失。

边缘钝化技术

 

  电池片正面采用渐变介质膜技术,实现钝化、减反射、消光等效果,并实现了抗PID功能。此外,该技术还可以防止电池层压后颜色发生改变,以保持电池片颜色一致、组件外观均匀美观。

渐变膜技术

 

  采用电池无损切割技术,实现无机械损伤、高效率、污染少等效果。

无损切割技术

 

  采用超薄多晶硅技术,以减少多晶硅对光的寄生吸收,提升电流密度背面采用台阶型立体形貌,提升内反射,改善背面金属接触性能,提升电池效率和双面率。

超薄多晶硅技术

 

  SMBB是MBB技术的升级版,采用更细的栅线,以实现更少的遮挡和更短的传导距离。这种技术有效降低了串联电阻,并提高了电池隐裂断栅、破裂的容忍度,从而提高了可靠性。

SMBB金属化技术

 

  采用半片技术,使电流减半、电阻降低;增大电池片间距,使反射均匀。采用半片电池技术的光伏组件,其光学增益比采用整片电池技术的组件高30%左右,工作温度低0.5-1℃。在相同遮挡条件下,半片电池组件的热斑温度比整片电池组件低20°C。

  SMBB技术搭配圆丝焊带,可以提高入射光利用率70%,从而获得1-1.5%的功率提升。

先进封装技术