Recherche sur la standardisation des cellules TOPCon de type N
- mise à jour : 2023-05-14
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oitech
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Ces dernières années, avec le développement et l'utilisation de nouvelles technologies, de nouveaux procédés et de nouvelles structures de cellules photovoltaïques, l'industrie des cellules photovoltaïques s'est développée rapidement. En tant que technologie clé soutenant le développement des nouvelles énergies et des réseaux intelligents, les cellules de type n sont devenues un point chaud du développement industriel mondial.
Parce que la cellule photovoltaïque de contact de passivation de couche d'oxyde tunnel de type n (ci-après dénommée "cellule TOPCon de type n") présente l'avantage de performance d'améliorer considérablement l'efficacité par rapport aux cellules photovoltaïques conventionnelles, avec l'augmentation de la transformation des équipements contrôlables et matures, la cellule TOPCon de type n L'expansion de la capacité de production nationale est devenue la principale direction de développement des cellules photovoltaïques à haut rendement.
La normalisation des batteries TOPCon de type n se heurte à des problèmes tels que l'incapacité de couvrir les normes actuelles et la nécessité d'améliorer l'applicabilité des normes. Cet article mènera des recherches et des analyses sur la normalisation des batteries TOPCon de type n et donnera des suggestions pour la normalisation.État de développement de la technologie de cellule TOPCon de type nLa structure du matériau de base en silicium de type p utilisé dans les cellules photovoltaïques conventionnelles est n+pp+, la surface réceptrice de lumière est la surface n+ et la diffusion de phosphore est utilisée pour former l'émetteur.Il existe deux principaux types de structures de cellules photovoltaïques à homojonction pour les matériaux à base de silicium de type n, l'un est n + np + et l'autre est p + nn +.Comparé au silicium de type p, le silicium de type n a une meilleure durée de vie des porteurs minoritaires, une atténuation plus faible et un potentiel d'efficacité supérieur.La cellule double face de type n en silicium de type n présente les avantages d'un rendement élevé, d'une bonne réponse à faible luminosité, d'un faible coefficient de température et d'une production d'énergie plus double face.Alors que les exigences de l'industrie en matière d'efficacité de conversion photoélectrique des cellules photovoltaïques continuent d'augmenter, les cellules photovoltaïques à haut rendement de type n telles que TOPCon, HJT et IBC occuperont progressivement le futur marché.Selon la technologie et les prévisions du marché de l'industrie photovoltaïque mondiale de la feuille de route photovoltaïque internationale (ITRPV) 2021, les cellules de type n représentent la future direction de la technologie et du développement du marché des cellules photovoltaïques au pays et à l'étranger.Parmi les voies techniques des trois types de batteries de type n, les batteries TOPCon de type n sont devenues la voie technologique avec la plus grande échelle d'industrialisation en raison de leurs avantages de taux d'utilisation élevé des équipements existants et d'efficacité de conversion élevée.
À l'heure actuelle, les batteries TOPCon de type n dans l'industrie sont généralement préparées sur la base de la technologie LPCVD (dépôt chimique en phase vapeur à basse pression), qui a de nombreuses procédures, l'efficacité et le rendement sont limités, et l'équipement repose sur les importations. Il doit être amélioré. La production à grande échelle de cellules TOPCon de type n se heurte à des difficultés techniques telles qu'un coût de fabrication élevé, un processus compliqué, un faible taux de rendement et une efficacité de conversion insuffisante.L'industrie a fait de nombreuses tentatives pour améliorer la technologie des cellules TOPCon de type n. Parmi eux, la technologie de couche de polysilicium dopée in situ est appliquée dans le dépôt en un seul processus d'une couche d'oxyde tunnel et d'une couche de polysilicium dopé (n+-polySi) sans placage enveloppant ;L'électrode métallique de la batterie TOPCon de type n est préparée en utilisant la nouvelle technologie de mélange de pâte d'aluminium et de pâte d'argent, ce qui réduit le coût et améliore la résistance de contact ; adopte la structure d'émetteur sélectif avant et la technologie de structure de contact de passivation tunnel multicouche arrière.Ces mises à niveau technologiques et l'optimisation des processus ont apporté certaines contributions à l'industrialisation des cellules TOPCon de type n.Recherche sur la normalisation de la batterie TOPCon de type nIl existe certaines différences techniques entre les cellules TOPCon de type n et les cellules photovoltaïques conventionnelles de type p, et le jugement des cellules photovoltaïques sur le marché est basé sur les normes actuelles des batteries conventionnelles, et il n'y a pas d'exigence standard claire pour les cellules photovoltaïques de type n .La cellule TOPCon de type n présente les caractéristiques suivantes: faible atténuation, faible coefficient de température, rendement élevé, coefficient bifacial élevé, tension d'ouverture élevée, etc. Elle diffère des cellules photovoltaïques conventionnelles en termes de normes.
Cette section commencera par la détermination des indicateurs standard de la batterie TOPCon de type n, effectuer une vérification correspondante autour de la courbure, de la résistance à la traction de l'électrode, de la fiabilité et des performances initiales d'atténuation induite par la lumière, et discuter des résultats de la vérification.Détermination des indicateurs standardsLes cellules photovoltaïques conventionnelles sont basées sur la norme de produit GB/T29195-2012 "Spécifications générales pour les cellules solaires au silicium cristallin utilisées au sol", qui exige clairement les paramètres caractéristiques des cellules photovoltaïques.Sur la base des exigences de GB/T29195-2012, combinées aux caractéristiques techniques des batteries TOPCon de type n, l'analyse a été effectuée élément par élément.Voir le tableau 1, les batteries TOPCon de type n sont fondamentalement les mêmes que les batteries conventionnelles en termes de taille et d'apparence ;
Tableau 1 Comparaison entre la batterie TOPCon de type n et les exigences GB/T29195-2012
En termes de paramètres de performances électriques et de coefficient de température, les tests sont effectués conformément aux normes IEC60904-1 et IEC61853-2, et les méthodes de test sont compatibles avec les batteries conventionnelles ; les exigences en matière de propriétés mécaniques sont différentes des batteries conventionnelles en termes de degré de flexion et de résistance à la traction des électrodes.De plus, selon l'environnement d'application réel du produit, un test de chaleur humide est ajouté comme exigence de fiabilité.Sur la base de l'analyse ci-dessus, des expériences ont été réalisées pour vérifier les propriétés mécaniques et la fiabilité des batteries TOPCon de type n.Des produits de cellules photovoltaïques de différents fabricants avec le même itinéraire technique ont été sélectionnés comme échantillons expérimentaux. Les échantillons ont été fournis par Taizhou Jolywood Optoelectronics Technology Co., Ltd.L'expérience a été réalisée dans des laboratoires tiers et des laboratoires d'entreprise, et les paramètres tels que le degré de flexion et la résistance à la traction des électrodes, le test de cycle thermique et le test de chaleur humide, ainsi que les performances initiales d'atténuation induite par la lumière ont été testés et vérifiés.Vérification des propriétés mécaniques des cellules photovoltaïquesLe degré de flexion et la résistance à la traction des électrodes dans les propriétés mécaniques des batteries TOPCon de type n sont directement testés sur la feuille de batterie elle-même, et la vérification de la méthode de test est la suivante.Vérification du test de pliageLa courbure fait référence à l'écart entre le point central de la surface médiane de l'échantillon testé et le plan de référence de la surface médiane. C'est un indicateur important pour évaluer la planéité de la batterie sous contrainte en testant la déformation en flexion de la cellule photovoltaïque.Sa principale méthode de test consiste à mesurer la distance entre le centre de la plaquette et un plan de référence à l'aide d'un indicateur de déplacement à basse pression.Jolywood Optoelectronics et Xi'an State Power Investment ont fourni chacun 20 batteries TOPCon de type n de taille M10. La planéité de la surface était meilleure que 0.01 mm et la courbure de la batterie a été testée avec un outil de mesure avec une résolution meilleure que 0.01 mm.Le test de flexion de la batterie est effectué conformément aux dispositions de 4.2.1 dans GB/T29195-2012.Les résultats des tests sont présentés dans le tableau 2.
Tableau 2 Résultats des tests de flexion des cellules TOPCon de type n
Les normes de contrôle interne d'entreprise de Jolywood et Xi'an State Power Investment exigent toutes deux que le degré de flexion ne dépasse pas 0.1 mm. Selon l'analyse des résultats des tests d'échantillonnage, le degré de flexion moyen de Jolywood Optoelectronics et Xi'an State Power Investment est respectivement de 0.056 mm et 0.053 mm. Les valeurs maximales sont respectivement de 0.08 mm et 0.10 mm.Selon les résultats de la vérification des tests, l'exigence que la courbure de la batterie TOPCon de type n ne soit pas supérieure à 0.1 mm est proposée.Vérification du test de résistance à la traction des électrodesLe ruban métallique est relié au fil de grille de la cellule photovoltaïque par soudage pour conduire le courant. Le ruban de soudure et l'électrode doivent être connectés de manière stable pour minimiser la résistance de contact et assurer l'efficacité de la conduction du courant.Pour cette raison, le test de résistance à la traction des électrodes sur le fil de grille de la batterie peut évaluer la soudabilité des électrodes et la qualité de soudage de la batterie, qui est une méthode de test courante pour la force d'adhérence du moteur de la batterie photovoltaïque.<section style="margin: 0px 0px 16px;padding: 0px;outline
