A globális fotovoltaikus iparág egy fontos vívmányt ünnepelhet a JinkoSolar partnereivel és kutatóintézeteivel együtt elért sikerével, az ipari{0}}léptékű napelem-hatékonyság első hitelesített világrekordjával. A világrekord egyetlen M10 méretű TOPCon napelem eredménye, amelyet a JinkoSolar munkatársai fejlesztettek ki, és 26,66%-os maximális teljesítményátalakítási hatásfokkal rendelkezik. Ezért az elért hatékonyság lehetővé teszi a vállalat számára, hogy bezárja a tömeg{0}}termékekkel és az elméleti maximummal elért hatékonyságbeli különbséget.
Ezen túlmenően ennek az elemnek a fejlesztését egy akkreditált kínai tesztlaboratórium függetlenül tesztelte és ellenőrizte, és az eddigi legmagasabb jelentett hatékonysági értéket eredményezte egy TOPCon napelemen ipari méretekben, így utat nyitott a nagy-hatékonyságú napelemes technológiák kereskedelmi forgalomba hozatalának.
Együttműködési kiválóság: Labortól Fabig
A JinkoSolar és a Kínai Tudományos Akadémia Ningbo Anyagtechnológiai és Mérnöki Intézete (NIMTE) kutatóinak, valamint a Soochow Egyetem és a Kínai Jiliang Egyetem kutatóinak együttműködése révén egy új rekordtartó eszközt hoztak létre.
Az innováció műszaki vonatkozásait a Nature Energy egy cikkben dokumentálja, amely a következő címmel szerepel: "A kettős{0}}oldali elektromos finomítás hatékony ipari alagút-oxid passziváló kontakt szilícium napelemeket tesz lehetővé", írta Zhenhai Yang és társai, Jichun Ye professzor a megfelelő szerző.
Technikai innováció: Kettős{0}}oldali finomítási stratégia
A kutatócsoport egy M10 ostyát használt, amelynek hatékony területe313,3 cm², amely teljes mértékben megfelel a modern ipari termelési szabványoknak, biztosítva, hogy az elért eredmények közvetlenül átvihetők legyenek a gyártási környezetbe.
Az alapvető áttörés az átfogó, kétoldalas{0}}elektromos optimalizálási stratégiában rejlik, amely kezeli a TOPCon cellaarchitektúra régóta fennálló korlátait.
Az elülső oldalon, hajtották végre a kutatóknagy-lap-ellenállású bórsugárzók(körülbelül 430 Ω/nm) optimalizált rácskialakítással kombinálva. Ez a megközelítés jelentősen javítja a felület passziválását az aktív bórkoncentráció és a diffúziós mélység csökkentésével, ezáltal minimalizálva az Auger-rekombinációt a szilícium szubsztrátummal. A megnövekedett passzivációt bizonyítja a kisebbségi hordozók effektív élettartamának 0,70 ms-ról 1,12 ms-ra történő növekedése, valamint a rekombinációs áramsűrűség ~9 fA/cm²-ről ~5 fA/cm²-re történő csökkentése.
A nagy -lap-ellenállású sugárzókkal járó megnövekedett érintkezési ellenállás kompenzálására a csapat optimalizálta az elülső rács kialakítását, és az ujjak közötti távolságot 1120 μm-ről kb.825 μmés az ujjszélesség szűkítése ~20 μm-ről ~10 μm-re. Ez az optimalizálás nemcsak a hordozó szállítási veszteségeit kompenzálja, hanem csökkenti az optikai árnyékolást és az ezüstpaszta fogyasztását is.
A hátsó oldalon, a csapat bemutatott egy regénytkettős-rétegű alagút-oxid/poliszilícium szerkezetúgy tervezték, hogy mérsékelje a fémezés{0}}kiváltott lebomlását. A transzmissziós elektronmikroszkópos és az energiadiszperzív spektroszkópiás analízis kimutatta, hogy a hagyományos egyrétegű{2}}mintákban az ezüstatomok teljesen áthatolnak a poliszilícium rétegen, és beszivárognak a szilícium szubsztrátumba. Ezzel szemben a kettős-rétegű szerkezet hatékonyan blokkolja az ezüst diffúzióját,-a külső poliszilícium réteg megakadályozza az ezüst behatolását, míg a belső oxidréteg tovább akadályozza, hogy az ezüst behatoljon a hordozóba.
A napelem belső poliszilícium rétegének kristályossága nagyobb, és szemcsehatársűrűsége is kisebb. Ezenkívül a napelem külső vagy amorf rétege szabályozott diffúziós csatornát biztosít az ezüst számára, hogy módosítsa a napelem felületi szerkezetét, lehetővé téve az "ohmikus" érintkezők kialakulását. Ezek az innovatív változtatások a napelem tervezésében megnövelték a effektív kisebbségi vivő élettartamát (3,54 ms-ról 5,87 ms-ra), és megnövelték az implikált nyitott -áramköri feszültséget (752 mV-ról 757 mV-ra).
Rekord teljesítménymutatók-
Normál tesztkörülmények között az M10 méretű TOPCon napelem kivételes teljesítménymutatókat nyújtott:
Teljesítmény átalakítási hatékonyság: 26.66%
Nyitott-áramköri feszültség (Voc):744,6 mV
Kitöltési tényező (FF): 85.57%
Rövid{0}}áramkör:13,109 mA
Ye professzor, a tanulmány vezető szerzője szerint „Az eszköz elérte a céltAz elméleti hatásfok 83,8%-a, amely felülmúlja a hagyományos TOPCon napelemeket". Ez jelentős előrelépést jelent a korábbi TOPCon cellák 91,6%-os relatív elektromos teljesítményéhez képest, megközelítve a legfejlettebb szilícium heterojunkciós technológia szintjét.
Továbbfejlesztett kétoldalúság a valódi{0}}világteljesítmény érdekében
Fontos újítás a hátsó poliszilícium réteg lokális elvékonyodása a cellák nem-fémes részein. A csapat képes volt növelni a cella kvantumhatékonyságát hátulról megvilágítva azáltal, hogy ezekben a régiókban a poliszilícium vastagságát 100 nm-ről 40 nm-re csökkentette.
A kísérleti adatok azt mutatták, hogy a poliszilícium elvékonyodása a zárlati áramsűrűség 2,88 mA/cm²-es növekedését eredményezi, ha a cella hátulról meg van világítva. Az optikai szimulációk azt mutatták, hogy a poliszilícium vastagságának minden 10 nm-es csökkentése esetén a parazita abszorpciós veszteségei körülbelül 0,40 mA/cm²-rel csökkennek, és a szilícium szubsztrátban lévő hatékony abszorpció körülbelül 0,32 mA/cm²-rel nő.
Ennek eredményeként a cella bifacialitása 83,4%-ról 88,3%-ra nőtt, ami jelentősen megnövelte a potenciális energiahozamot olyan tényleges helyzetekben, amikor a hátsó -oldalsó fénygyűjtés hozzájárul a megtermelt teljes energiamennyiséghez.
Útiterv a 28%-hoz és azon túl
Erre a rekordra építve a JinkoSolar továbbra is vezető szerepet tölt be a TOPCon technológiájában, mivel a kínai NPVM által igazolt, 27,02%-os hatékonyságú TOPCon napelem laboratóriumi-léptékű világrekordját állította fel. A JinkoSolar a TÜV SÜD által tanúsított legújabb TOPCon moduljával 25,58%-os maximális teljesítményátalakítási hatékonyságot is el tudott érni. Technológiája fejlesztésének előmozdítása érdekében a JinkoSolar hosszú távú technológiai ütemtervet dolgozott ki-. A JinkoSolar a legutóbbi fehér könyvében nyilvánosan kijelentette, hogy 2028-ra várhatóan túllépi a 28%-os hatékonysági küszöböt, és arra számít, hogy folytatja a TOPCon technológia fejlesztését, és megőrzi vezető pozícióját a nagy-hatékonyságú fotovoltaikus modulok gyártásában és gyártásában.
Iparági vonatkozások
A TOPCon technológia jelenleg parancsol70%-os piaci részesedésa globális fotovoltaikus iparban, a költséghatékonyság{0}}és a meglévő gyártási folyamatokkal való kompatibilitása miatt. Ez a legújabb hatékonysági áttörés azt bizonyítja, hogy az ipari-méretű TOPCon celláknak még mindig jelentős fejlődési lehetőségük van, ami megkérdőjelezi a technológia érettségével kapcsolatos feltételezéseket, és kiterjeszti a szilícium-alapú napelemek útitervét.
Az eredmény járható műszaki utat kínál az ipari termelés és az elméleti hatékonysági korlátok közötti szakadék csökkentésére, tovább erősítve a TOPCon versenypozícióját a globális napenergia-piacon. Mivel az ipar továbbra is nagyobb hatékonyságot és alacsonyabb kiegyenlített villamosenergia-költséget követel, az ilyen innovációk döntő szerepet játszanak a globális energiaátállás felgyorsításában.