Connaissances

Présentation de la technologie et des avantages des modules photovoltaïques Topcon

La technologie de module photovoltaïque (PV) TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) représente les dernières avancées de l'industrie solaire pour améliorer l'efficacité des cellules et réduire les coûts. Le cœur de la technologie TOPCon réside dans sa structure de contact de passivation unique, qui réduit efficacement la recombinaison des porteurs à la surface de la cellule, améliorant ainsi l'efficacité de conversion de la cellule.

Points forts techniques

1. Structure de contact de passivation: Les cellules TOPCon préparent une couche d'oxyde de silicium ultra-fine (1-2 nm) au dos de la plaquette de silicium, suivie du dépôt d'une couche de silicium polycristallin dopé. Cette structure offre non seulement une excellente passivation d'interface, mais forme également un canal de transport sélectif des porteurs, permettant aux porteurs majoritaires (électrons) de passer à travers tout en empêchant les porteurs minoritaires (trous) de se recombiner, augmentant ainsi considérablement la tension en circuit ouvert (Voc) et le remplissage de la cellule. facteur (FF).

2. Efficacité de conversion élevée: L'efficacité maximale théorique des cellules TOPCon atteint 28.7 %, nettement supérieure aux 24.5 % des cellules PERC traditionnelles de type P. Dans les applications pratiques, l'efficacité de la production de masse des cellules TOPCon a dépassé 25 %, avec un potentiel d'amélioration supplémentaire.

3. Faible dégradation induite par la lumière (LID): Les plaquettes de silicium de type N présentent une dégradation induite par la lumière plus faible, ce qui signifie que les modules TOPCon peuvent maintenir des performances initiales plus élevées en utilisation réelle, réduisant ainsi la perte de performances sur le long terme.

4. Coefficient de température optimisé: Le coefficient de température des modules TOPCon est meilleur que celui des modules PERC, ce qui signifie que dans les environnements à haute température, la perte de production d'énergie des modules TOPCon est plus faible, en particulier dans les régions tropicales et désertiques où cet avantage est particulièrement évident.

5. Compatibilité: La technologie TOPCon peut être compatible avec les lignes de production PERC existantes, ne nécessitant que quelques dispositifs supplémentaires, tels que des équipements de diffusion de bore et de dépôt de couches minces, sans avoir besoin d'une ouverture et d'un alignement arrière, simplifiant ainsi le processus de production.

Processus de production

Le processus de production des cellules TOPCon comprend principalement les étapes suivantes :

1. Préparation des plaquettes de silicium: Premièrement, des tranches de silicium de type N sont utilisées comme matériau de base pour la cellule. Les tranches de type N ont une durée de vie des porteurs minoritaires plus élevée et une meilleure réponse à la lumière faible.

2. Dépôt de couche d'oxyde: Une couche ultra fine d'oxyde de silicium est déposée au dos de la plaquette de silicium. L'épaisseur de cette couche d'oxyde de silicium est généralement comprise entre 1 et 2 nm et constitue la clé pour obtenir un contact de passivation.

3. Dépôt de silicium polycristallin dopé: Une couche de silicium polycristallin dopé est déposée sur la couche d'oxyde. Cette couche de silicium polycristallin peut être obtenue grâce à la technologie de dépôt chimique en phase vapeur à basse pression (LPCVD) ou de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD).

4. Traitement de recuit: Un traitement de recuit à haute température est utilisé pour modifier la cristallinité de la couche de silicium polycristallin, activant ainsi les performances de passivation. Cette étape est cruciale pour obtenir une recombinaison à faible interface et une efficacité cellulaire élevée.

5. Métallisation: Des lignes de grille métallique et des points de contact sont formés à l'avant et à l'arrière de la cellule pour collecter les supports photogénérés. Le processus de métallisation des cellules TOPCon nécessite une attention particulière pour éviter d'endommager la structure de contact de passivation.

6. Test et tri: Une fois la fabrication des cellules terminée, des tests de performances électriques sont effectués pour garantir que les cellules répondent aux normes de performances prédéterminées. Les cellules sont ensuite triées selon des paramètres de performances pour répondre aux besoins des différents marchés.

7. Assemblage de modules: Les cellules sont assemblées en modules, généralement encapsulés avec des matériaux tels que du verre, de l'EVA (copolymère éthylène-acétate de vinyle) et une feuille de fond pour protéger les cellules et fournir un support structurel.

Avantages et défis

Les avantages de la technologie TOPCon résident dans son rendement élevé, son faible LID et son bon coefficient de température, qui rendent les modules TOPCon plus efficaces et ont une durée de vie plus longue dans les applications réelles. Cependant, la technologie TOPCon est également confrontée à des problèmes de coûts, notamment en termes d'investissement initial en équipement et de coûts de production. Avec les progrès technologiques continus et la réduction des coûts, on s'attend à ce que le coût des cellules TOPCon diminue progressivement, améliorant ainsi leur compétitivité sur le marché photovoltaïque.

En résumé, la technologie TOPCon constitue une direction importante pour le développement de l’industrie photovoltaïque. Il améliore l'efficacité de conversion des cellules solaires grâce à l'innovation technologique tout en maintenant la compatibilité avec les lignes de production existantes, fournissant ainsi un soutien technique solide pour le développement durable de l'industrie photovoltaïque. Grâce aux progrès technologiques continus et à la réduction des coûts, les modules photovoltaïques TOPCon devraient dominer le marché photovoltaïque à l'avenir.