トプコンの太陽光発電モジュール技術の概要と利点
TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) 太陽光発電 (PV) モジュール技術は、セル効率の向上とコスト削減のための太陽電池産業の最新の進歩を表しています。 TOPCon テクノロジーの中核は、セル表面でのキャリアの再結合を効果的に低減し、セルの変換効率を高める独自のパッシベーション コンタクト構造にあります。
技術的なハイライト
パッシベーション接点構造: TOPCon セルは、シリコン ウェーハの裏面に極薄の酸化シリコン層 (1 ～ 2 nm) を準備し、続いてドープされた多結晶シリコン層を堆積します。この構造は、優れた界面パッシベーションを提供するだけでなく、選択的なキャリア輸送チャネルを形成し、少数キャリア（正孔）の再結合を防ぎながら多数キャリア（電子）の通過を許可するため、セルの開路電圧（Voc）と充填率が大幅に増加します。係数 (FF)。
高い変換効率: TOPCon セルの理論上の最大効率は 28.7% と高く、従来の P 型 PERC セルの 24.5% を大幅に上回っています。実際のアプリケーションでは、TOPCon セルの量産効率は 25% を超えており、さらなる改善の可能性があります。
光による劣化が少ない (LID): N 型シリコン ウェーハは光による劣化が少ないため、TOPCon モジュールは実際の使用時に高い初期性能を維持でき、長期にわたる性能損失を軽減できます。
最適化された温度係数: TOPCon モジュールの温度係数は PERC モジュールの温度係数よりも優れており、高温環境下での TOPCon モジュールの発電損失が小さく、特に熱帯地域や砂漠地域ではこの利点が特に顕著です。
互換性: TOPCon テクノロジーは既存の PERC 生産ラインと互換性があり、ホウ素拡散や薄膜蒸着装置などの追加のデバイスをいくつかだけ必要とし、裏面の開口や位置合わせを必要とせず、生産プロセスを簡素化します。
生産工程
TOPCon セルの製造プロセスには主に次のステップが含まれます。
シリコンウェーハの準備：まず、セルの母材としてN型シリコンウェーハを使用します。 N 型ウェーハは少数キャリアの寿命が長く、弱い光の応答性が優れています。
酸化物層の堆積: シリコンウェーハの裏面に極薄の酸化シリコン層が堆積されます。この酸化シリコン層の厚さは通常 1 ～ 2 nm であり、パッシベーション接触を達成するための鍵となります。
ドープ多結晶シリコンの堆積: ドープされた多結晶シリコン層が酸化物層上に堆積されます。この多結晶シリコン層は、低圧化学気相成長 (LPCVD) またはプラズマ化学気相成長 (PECVD) 技術によって実現できます。
アニーリング処理: 高温アニール処理により多結晶シリコン層の結晶性を変化させ、パッシベーション性能を活性化します。このステップは、低い界面再結合と高いセル効率を達成するために重要です。
メタライゼーション: 光生成キャリアを収集するために、セルの表裏に金属グリッド線と接点が形成されています。 TOPCon セルのメタライゼーション プロセスでは、パッシベーション コンタクト構造の損傷を避けるために特別な注意が必要です。
テストと選別: セルの製造が完了した後、セルが所定の性能基準を満たしていることを確認するために電気的性能テストが実施されます。その後、セルは、さまざまな市場のニーズを満たすために、性能パラメータに従って分類されます。
モジュールアセンブリ: セルはモジュールに組み立てられ、通常はガラス、EVA (エチレン酢酸ビニル共重合体)、バックシートなどの材料でカプセル化され、セルを保護し、構造的サポートを提供します。
長所と課題
TOPCon テクノロジーの利点は、高効率、低い LID、良好な温度係数にあり、これらすべてにより TOPCon モジュールの効率が向上し、実際のアプリケーションでの寿命が長くなります。しかし、TOPCon テクノロジーは、特に初期設備投資と生産コストの点で、コストの課題にも直面しています。継続的な技術進歩とコスト削減により、TOPCon セルのコストは徐々に下がり、太陽光発電市場での競争力が強化されることが予想されます。
要約すると、TOPCon テクノロジーは太陽光発電産業の発展にとって重要な方向性です。既存の生産ラインとの互換性を維持しながら技術革新により太陽電池の変換効率を向上させ、太陽光発電産業の持続可能な発展を強力に技術的にサポートします。継続的な技術進歩とコスト削減により、TOPCon 太陽光発電モジュールは将来的に太陽光発電市場を支配すると予想されます。
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