Investigación sobre la estandarización de células TOPCon tipo N
- actualizado: 2023-05-14
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ooitech
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En los últimos años, con el desarrollo y la utilización de nuevas tecnologías, nuevos procesos y nuevas estructuras de células fotovoltaicas, la industria de las células fotovoltaicas se ha desarrollado rápidamente. Como tecnología clave que respalda el desarrollo de nuevas energías y redes inteligentes, las celdas de tipo n se han convertido en un punto crítico en el desarrollo industrial global.
Debido a que la celda fotovoltaica de contacto de pasivación con capa de óxido de tunelización de tipo n (en lo sucesivo, "célula TOPCon de tipo n") tiene la ventaja de rendimiento de mejorar significativamente la eficiencia en comparación con las celdas fotovoltaicas convencionales, con el aumento en el costo controlable y la transformación de equipos maduros, la celda TOPCon de tipo n Una mayor expansión de la capacidad de producción nacional se ha convertido en la principal dirección de desarrollo de las celdas fotovoltaicas de alta eficiencia.
La estandarización de las baterías TOPCon de tipo n enfrenta problemas como la incapacidad de cubrir los estándares actuales y la necesidad de mejorar la aplicabilidad de los estándares. Este documento llevará a cabo investigaciones y análisis sobre la estandarización de las baterías TOPCon de tipo n y brindará sugerencias para la estandarización.Estado de desarrollo de la tecnología celular TOPCon de tipo nLa estructura del material base de silicio tipo p utilizado en las células fotovoltaicas convencionales es n+pp+, la superficie receptora de luz es la superficie n+ y la difusión de fósforo se utiliza para formar el emisor.Hay dos tipos principales de estructuras de células fotovoltaicas de homounión para materiales de base de silicio de tipo n, uno es n+np+ y el otro es p+nn+.En comparación con el silicio de tipo p, el silicio de tipo n tiene una mejor vida útil de los portadores minoritarios, menor atenuación y mayor potencial de eficiencia.La celda de doble cara de tipo n hecha de silicio de tipo n tiene las ventajas de alta eficiencia, buena respuesta con poca luz, bajo coeficiente de temperatura y más generación de energía de doble cara.A medida que los requisitos de la industria para la eficiencia de conversión fotoeléctrica de las celdas fotovoltaicas continúan aumentando, las celdas fotovoltaicas de alta eficiencia de tipo n como TOPCon, HJT e IBC ocuparán gradualmente el mercado futuro.De acuerdo con la tecnología de la industria fotovoltaica global y el pronóstico del mercado de la Hoja de ruta fotovoltaica internacional (ITRPV) de 2021, las celdas de tipo n representan la tecnología futura y la dirección de desarrollo del mercado de las celdas fotovoltaicas en el país y en el extranjero.Entre las rutas técnicas de los tres tipos de baterías tipo n, las baterías TOPCon tipo n se han convertido en la ruta tecnológica con la escala de industrialización más grande debido a sus ventajas de alta tasa de utilización de los equipos existentes y alta eficiencia de conversión.
En la actualidad, las baterías TOPCon de tipo n en la industria generalmente se preparan en base a la tecnología LPCVD (deposición química en fase de vapor a baja presión), que tiene muchos procedimientos, la eficiencia y el rendimiento están restringidos, y los equipos dependen de las importaciones. Necesita ser mejorado. La producción a gran escala de celdas TOPCon de tipo n se enfrenta a dificultades técnicas, como un alto costo de fabricación, un proceso complicado, una baja tasa de rendimiento y una eficiencia de conversión insuficiente.La industria ha realizado muchos intentos para mejorar la tecnología de las células TOPCon de tipo n. Entre ellos, la tecnología de capa de polisilicio dopada in situ se aplica en la deposición de proceso único de la capa de óxido de efecto túnel y la capa de polisilicio dopado (n+-poliSi) sin recubrimiento envolvente;El electrodo de metal de la batería TOPCon tipo n se prepara utilizando la nueva tecnología de mezcla de pasta de aluminio y pasta de plata, lo que reduce el costo y mejora la resistencia de contacto; adopta la estructura de emisor selectivo frontal y la tecnología de estructura de contacto de pasivación de túnel multicapa posterior.Estas actualizaciones tecnológicas y la optimización de procesos han hecho ciertas contribuciones a la industrialización de las celdas TOPCon de tipo n.Investigación sobre la estandarización de la batería TOPCon tipo nExisten algunas diferencias técnicas entre las celdas TOPCon de tipo n y las celdas fotovoltaicas de tipo p convencionales, y el juicio de las celdas fotovoltaicas en el mercado se basa en los estándares actuales de baterías convencionales, y no existe un requisito estándar claro para las celdas fotovoltaicas de tipo n. .La celda TOPCon tipo n tiene las características de baja atenuación, bajo coeficiente de temperatura, alta eficiencia, alto coeficiente bifacial, alto voltaje de apertura, etc. Es diferente de las celdas fotovoltaicas convencionales en términos de estándares.
Esta sección comenzará con la determinación de los indicadores estándar de la batería TOPCon tipo n, llevar a cabo la verificación correspondiente en torno a la curvatura, la resistencia a la tracción del electrodo, la confiabilidad y el rendimiento de atenuación inducida por la luz inicial, y discutir los resultados de la verificación.Determinación de indicadores estándarLas celdas fotovoltaicas convencionales se basan en el estándar de producto GB/T29195-2012 "Especificaciones generales para celdas solares de silicio cristalino utilizadas en tierra", que claramente requiere los parámetros característicos de las celdas fotovoltaicas.Basado en los requisitos de GB/T29195-2012, combinados con las características técnicas de las baterías TOPCon de tipo n, el análisis se realizó artículo por artículo.Consulte la Tabla 1, las baterías TOPCon tipo n son básicamente iguales a las baterías convencionales en términos de tamaño y apariencia;
Tabla 1 Comparación entre la batería TOPCon tipo n y los requisitos GB/T29195-2012
En términos de parámetros de rendimiento eléctrico y coeficiente de temperatura, las pruebas se llevan a cabo de acuerdo con IEC60904-1 e IEC61853-2, y los métodos de prueba son consistentes con las baterías convencionales; los requisitos de propiedades mecánicas son diferentes de las baterías convencionales en términos de grado de flexión y resistencia a la tracción del electrodo.Además, de acuerdo con el entorno de aplicación real del producto, se agrega una prueba de calor húmedo como requisito de confiabilidad.Con base en el análisis anterior, se llevaron a cabo experimentos para verificar las propiedades mecánicas y la confiabilidad de las baterías TOPCon de tipo n.Se seleccionaron como muestras experimentales productos de celdas fotovoltaicas de diferentes fabricantes con la misma ruta técnica. Las muestras fueron proporcionadas por Taizhou Jolywood Optoelectronics Technology Co., Ltd.El experimento se llevó a cabo en laboratorios de terceros y laboratorios empresariales, y se probaron y verificaron parámetros como el grado de flexión y la resistencia a la tracción del electrodo, la prueba de ciclo térmico y la prueba de calor húmedo, y el rendimiento inicial de atenuación inducida por la luz.Verificación de Propiedades Mecánicas de Celdas FotovoltaicasEl grado de flexión y la resistencia a la tracción del electrodo en las propiedades mecánicas de las baterías TOPCon tipo n se prueban directamente en la hoja de la batería, y la verificación del método de prueba es la siguiente.Verificación de prueba de flexiónLa curvatura se refiere a la desviación entre el punto central de la superficie mediana de la muestra analizada y el plano de referencia de la superficie mediana. Es un indicador importante para evaluar la planitud de la batería bajo estrés al probar la deformación por flexión de la celda fotovoltaica.Su principal método de prueba es medir la distancia desde el centro de la oblea hasta un plano de referencia utilizando un indicador de desplazamiento de baja presión.Jolywood Optoelectronics y Xi'an State Power Investment proporcionaron 20 piezas de baterías TOPCon tipo n de tamaño M10 cada una. La planitud de la superficie fue superior a 0.01 mm y la curvatura de la batería se probó con una herramienta de medición con una resolución superior a 0.01 mm.La prueba de flexión de la batería se lleva a cabo de acuerdo con las disposiciones de 4.2.1 en GB/T29195-2012.Los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 2.
Tabla 2 Resultados de la prueba de flexión de celdas TOPCon tipo n
Los estándares de control interno de la empresa de Jolywood y Xi'an State Power Investment requieren que el grado de flexión no supere los 0.1 mm. De acuerdo con el análisis de los resultados de las pruebas de muestreo, el grado de flexión promedio de Jolywood Optoelectronics y Xi'an State Power Investment es de 0.056 mm y 0.053 mm, respectivamente. Los valores máximos son 0.08 mm y 0.10 mm, respectivamente.De acuerdo con los resultados de la verificación de la prueba, se propone el requisito de que la curvatura de la batería TOPCon tipo n no sea superior a 0.1 mm.Verificación de la prueba de resistencia a la tracción del electrodoLa cinta de metal se conecta al cable de rejilla de la celda fotovoltaica mediante soldadura para conducir la corriente. La cinta de soldadura y el electrodo deben estar conectados de manera estable para minimizar la resistencia de contacto y garantizar la eficiencia de conducción actual.Por esta razón, la prueba de resistencia a la tracción del electrodo en el alambre de rejilla de la batería puede evaluar la soldabilidad del electrodo y la calidad de soldadura de la batería, que es un método de prueba común para la fuerza de adhesión del motor de la batería fotovoltaica.<estilo de sección="margen: 0px 0px 16px;relleno: 0px;esquema
