Znalosti

Výzkum standardizace článků TOPCon typu N

V posledních letech se s rozvojem a využíváním nových technologií, nových procesů a nových struktur fotovoltaických článků rychle rozvíjí průmysl fotovoltaických článků. Jako klíčová technologie podporující vývoj nových energetických a inteligentních sítí se články typu n staly horkým místem v globálním průmyslovém rozvoji.

Vzhledem k tomu, že kontaktní fotovoltaický článek typu n s pasivační vrstvou s tunelovou oxidovou vrstvou (dále jen „článek TOPCon typu n“) má výkonnostní výhodu v podobě výrazného zlepšení účinnosti ve srovnání s konvenčními fotovoltaickými články, se zvýšením nákladů na regulovatelnou a vyspělou transformaci zařízení, článek TOPCon typu n Další rozšiřování tuzemské výrobní kapacity se stalo hlavním směrem vývoje vysoce účinných fotovoltaických článků.

Standardizace baterií TOPCon typu n se potýká s problémy, jako je neschopnost pokrýt současné normy a potřeba zlepšit použitelnost norem. Tento dokument provede výzkum a analýzu standardizace baterií TOPCon typu n a poskytne návrhy pro standardizaci.

Stav vývoje technologie článků TOPCon typu n

Struktura křemíkového základního materiálu typu p používaného v konvenčních fotovoltaických článcích je n+pp+, povrch přijímající světlo je povrch n+ a k vytvoření zářiče se používá difúze fosforu.

Pro materiály na bázi křemíku typu n existují dva hlavní typy struktur homojunkčních fotovoltaických článků, jeden je n+np+ a druhý je p+nn+.

Ve srovnání s křemíkem typu p má křemík typu n lepší životnost minoritních nosičů, nižší útlum a vyšší potenciál účinnosti.

Oboustranný článek typu n vyrobený z křemíku typu n má výhody vysoké účinnosti, dobré odezvy na slabé světlo, nízkého teplotního koeficientu a více oboustranné výroby energie.

Vzhledem k tomu, že požadavky průmyslu na účinnost fotoelektrické konverze fotovoltaických článků se stále zvyšují, budou budoucí trh postupně obsazovat vysoce účinné fotovoltaické články typu n, jako jsou TOPCon, HJT a IBC.

Podle 2021 International Photovoltaic Roadmap (ITRPV) globální technologie a tržní prognózy fotovoltaického průmyslu představují články typu n budoucí technologii a směr rozvoje trhu fotovoltaických článků doma i v zahraničí.

Mezi technickými cestami tří typů baterií typu n se baterie TOPCon typu n staly technologickou cestou s největším rozsahem industrializace díky svým výhodám vysoké míry využití stávajících zařízení a vysoké účinnosti konverze.

V současné době jsou baterie typu n TOPCon v průmyslu obecně připravovány na základě technologie LPCVD (nízkotlaká chemická depozice v parní fázi), která má mnoho postupů, účinnost a výtěžnost jsou omezeny a zařízení závisí na dovozu. Je potřeba to zlepšit. Výroba článků TOPCon typu n ve velkém měřítku čelí technickým potížím, jako jsou vysoké výrobní náklady, komplikovaný proces, nízká výtěžnost a nedostatečná účinnost konverze.

Průmysl učinil mnoho pokusů zlepšit technologii článků TOPCon typu n. Mezi nimi je technologie in-situ dopované polysilikonové vrstvy aplikována při jednoprocesové depozici tunelové oxidové vrstvy a dopované polysilikonové (n+-polySi) vrstvy bez obalování;

Kovová elektroda baterie TOPCon typu n je připravena pomocí nové technologie míchání hliníkové pasty a stříbrné pasty, která snižuje náklady a zlepšuje přechodový odpor; využívá přední strukturu selektivního emitoru a technologii zadní vícevrstvé tunelové pasivační kontaktní struktury.

Tyto technologické upgrady a optimalizace procesů přispěly k industrializaci článků TOPCon typu n.

Výzkum standardizace baterie TOPCon typu n

Mezi články TOPCon typu n a konvenčními fotovoltaickými články typu p jsou určité technické rozdíly a posouzení fotovoltaických článků na trhu je založeno na současných konvenčních standardech baterií a neexistuje žádný jasný standardní požadavek na fotovoltaické články typu n. .

Článek TOPCon typu n se vyznačuje nízkým útlumem, nízkým teplotním koeficientem, vysokou účinností, vysokým bifaciálním koeficientem, vysokým otevíracím napětím atd. Od běžných fotovoltaických článků se standardně liší.

Tato část začne stanovením standardních indikátorů baterie TOPCon typu n, proveďte odpovídající ověření týkající se zakřivení, pevnosti elektrody v tahu, spolehlivosti a počátečního světlem indukovaného útlumu a prodiskutujte výsledky ověření.

Stanovení standardních ukazatelů

Konvenční fotovoltaické články vycházejí z produktové normy GB/T29195-2012 „General Specifications for Ground-Used Crystalline Silicon Solar Cells“, která jednoznačně vyžaduje charakteristické parametry fotovoltaických článků.

Na základě požadavků GB/T29195-2012 v kombinaci s technickými vlastnostmi baterií TOPCon typu n byla analýza provedena jednotlivě.

Viz tabulka 1, baterie TOPCon typu n jsou velikostí a vzhledem v zásadě stejné jako běžné baterie;

Tabulka 1 Srovnání mezi baterií TOPCon typu n a požadavky GB/T29195-2012

Pokud jde o parametry elektrického výkonu a teplotní koeficient, testy se provádějí podle IEC60904-1 a IEC61853-2 a testovací metody jsou v souladu s konvenčními bateriemi; požadavky na mechanické vlastnosti jsou odlišné od běžných baterií z hlediska stupně ohybu a pevnosti elektrody v tahu.

Kromě toho je podle skutečného aplikačního prostředí produktu přidána zkouška vlhkého tepla jako požadavek spolehlivosti.

Na základě výše uvedené analýzy byly provedeny experimenty k ověření mechanických vlastností a spolehlivosti baterií TOPCon typu n.

Jako experimentální vzorky byly vybrány produkty fotovoltaických článků od různých výrobců se stejnou technickou cestou. Vzorky poskytla společnost Taizhou Jolywood Optoelectronics Technology Co., Ltd.

Experiment byl proveden v laboratořích třetích stran a podnikových laboratořích a byly testovány a ověřeny parametry, jako je stupeň ohybu a pevnost v tahu elektrody, test tepelného cyklu a test vlhkým teplem a počáteční útlum vyvolaný světlem.

Ověření mechanických vlastností fotovoltaických článků

Stupeň ohybu a pevnost elektrody v tahu v mechanických vlastnostech baterií TOPCon typu n jsou přímo testovány na samotném listu baterie a ověření zkušební metody je následující.

01

Ověření testu ohybu

Zakřivení se týká odchylky mezi středem středního povrchu testovaného vzorku a referenční rovinou středního povrchu. Je důležitým ukazatelem pro vyhodnocení plochosti baterie při namáhání testováním ohybové deformace fotovoltaického článku.

Jeho primární zkušební metodou je měření vzdálenosti od středu destičky k referenční rovině pomocí nízkotlakého indikátoru posunu.

Společnosti Jolywood Optoelectronics a Xi'an State Power Investment poskytly po 20 kusech baterií TOPCon typu n M10. Rovnost povrchu byla lepší než 0.01 mm a zakřivení baterie bylo testováno měřicím přístrojem s rozlišením lepším než 0.01 mm.

Zkouška ohybem baterie se provádí podle ustanovení 4.2.1 v GB/T29195-2012.

Výsledky testu jsou uvedeny v tabulce 2.

Tabulka 2 Výsledky testu ohybu článků TOPCon typu n

Podnikové standardy vnitřní kontroly společností Jolywood a Xi'an State Power Investment vyžadují, aby stupeň ohybu nebyl vyšší než 0.1 mm. Podle analýzy výsledků odběru vzorků je průměrný stupeň ohybu u Jolywood Optoelectronics a Xi'an State Power Investment 0.056 mm a 0.053 mm. Maximální hodnoty jsou 0.08 mm a 0.10 mm.

Podle výsledků zkušebního ověření je navržen požadavek, aby zakřivení baterie TOPCon typu n nebylo vyšší než 0.1 mm.

02

Ověření zkoušky pevnosti elektrody v tahu

Kovový pásek je připojen k mřížkovému drátu fotovoltaického článku svařováním, aby vedl proud. Pájecí páska a elektroda by měly být spojeny stabilně, aby se minimalizoval přechodový odpor a zajistila se účinnost vedení proudu.

Z tohoto důvodu může test pevnosti v tahu elektrody na mřížkovém drátu baterie vyhodnotit svařitelnost elektrody a kvalitu svařování baterie, což je běžná zkušební metoda pro pevnost adheze motoru fotovoltaické baterie.

<section style="margin: 0px 0px 16px;padding: 0px;outline