En los últimos tres a cinco años, la tecnología de células solares de la industria fotovoltaica se ha actualizado e iterado rápidamente, y las células solares PERC de alta eficiencia han reemplazado gradualmente a las tradicionales células solares de campo trasero totalmente de aluminio y se han convertido en una nueva generación de energía solar "convencional". células. Entonces, después de PERC, ¿adónde irá la próxima salida de tecnología fotovoltaica?

Contacto de pasivación: otra salida para la tecnología fotovoltaica después del PERC

En los últimos años, la tecnología de contacto de pasivación se ha convertido en un punto de investigación en la industria. La tecnología TunnelOxide Passivated Contact (TOPCon) desarrollada por el Instituto Fraunhofer para la Investigación de Energía Solar (Fraunhofer ISE) en Alemania es uno de los contactos de pasivación.

Estructura de células solares TOPCon

La tecnología TOPCon prepara una capa de óxido de túnel ultrafina y una fina capa de polisilicio altamente dopado en la parte posterior de la batería, que juntas forman una estructura de contacto de pasivación. La estructura TopCon no requiere agujeros posteriores ni alineación, ni requiere un proceso de dopaje local adicional, lo que simplifica enormemente el proceso de producción de células solares. Y es muy compatible con el proceso de producción en masa actual, lo que resulta conveniente para las actualizaciones de la línea de producción. Al mismo tiempo, las buenas características de pasivación de la capa de polisilicio dopada y la estructura metálica de contacto total en la parte posterior tienen espacio para mejorar aún más la eficiencia de conversión, lo que puede hacer que la eficiencia de producción en masa de las celdas tipo N supere el 23%. Basándose en la estructura celular TOPCon, Fraunhofer logra una eficiencia de conversión del 25,7 % en una oblea de silicio FZ de 4 cm2.

La metalización es uno de los elementos clave para la comercialización de las estructuras TOPCon. Actualmente, el contacto total del metal se logra en equipos de laboratorio mediante tecnología de deposición física de vapor (PVD), pero esta tecnología no es adecuada para la producción en masa a gran escala. Para comercializar esta tecnología prometedora y eficiente, es esencial encontrar la solución adecuada mediante serigrafía y metalización por sinterización.

El reto de la serigrafía con pastas de metalización para células solares TOPCon

Desarrollar pastas de metalización para el contacto con capas de polisilicio y minimizar las tasas de recombinación inducida por metales es una tarea desafiante por las razones principales: en primer lugar, reducir las tasas de recombinación inducida por metales es muy exigente debido a las propiedades de las interacciones metal-semiconductor. En segundo lugar, la capa de polisilicio, que desempeña un papel importante en el comportamiento de contacto de la suspensión, tiene una diferencia significativa. Los factores clave que afectan las propiedades de las suspensiones superficiales de polisilicio incluyen:

1. El espesor del polisilicio.

Desde la perspectiva de la tasa de absorción, se prefiere la capa de polisilicio ultrafina, pero su pérdida inducida por el metal es más grave. En los procesos de metalización por serigrafía y sinterización, las capas de polisilicio más gruesas suelen ser más ventajosas. Siempre que la capa de polisilicio esté ubicada en la parte posterior de la celda, incluso si la capa de película es ligeramente más gruesa, es completamente aceptable.

2. Concentración dopante de la capa de polisilicio.

Para que exista un buen contacto entre el metal y el polisilicio, se debe alcanzar una concentración de dopaje suficiente. La resistividad de la superficie es una medida válida para determinar si la capa de polisilicio está dopada in situ en el momento de la deposición o transdopada después de la deposición. La resistividad superficial típica de las capas de polisilicio es mayor que la de las capas de difusión tradicionales, pero esto normalmente sólo es posible con capas de polisilicio ultrafinas.

3. Morfología de la superficie

La superficie del sustrato para la deposición de polisilicio puede ser texturizada o lisa. Estudios recientes han demostrado que ambos tipos de superficies tienen un J0 excelente.

4. Resistencia a altas temperaturas

Poder soportar temperaturas más altas es una de las ventajas del polisilicio. Sin embargo, la tasa de recombinación inducida por el metal en la superficie de la capa de polisilicio también es función de la temperatura y normalmente se acelera a medida que aumenta la temperatura.

5. Uniformidad de las capas de polisilicio.

La uniformidad de las capas de polisilicio generalmente aumenta al aumentar el espesor. Esto tiene un impacto en el rendimiento del contacto, ya que las capas de polisilicio no homogéneas son propensas a sufrir daños localizados más graves durante la metalización.

Se puede observar que las características del polisilicio tienen un profundo impacto en las características de la suspensión. Se informa que se han desarrollado pastas de metalización con una resistencia de contacto óptima y tasas de recombinación inducida por metales minimizadas.

Los últimos avances de las células solares y pastas de metalización TOPCon

En enero de 2019, JinkoSolar anunció que su eficiencia de conversión de células solares de gran área TOPCon monocristalinas de tipo N de alta eficiencia rompió el récord mundial, logrando una eficiencia de conversión fotoeléctrica del 24,2 % mediante el uso de obleas de silicio monocristalino de tipo N de alta calidad. tecnología de dopaje selectivo de células e impresión de puerta ultrafina.

En febrero de 2019, el Instituto de Investigación de Energía Solar de Singapur (SERIS) y unEl principal fabricante nacional de pasta firmó un acuerdo de cooperación para acelerar el desarrollo de pastas metalizadas para células solares de contacto pasivadas monoPoly™. SERIS espera que la eficiencia promedio de sus celdas monoPoly™ aumente a 23,5%-24,0% mediante el uso de pastas de metalización desarrolladas específicamente para esta tecnología.

Como el mayor fabricante de módulos y celdas tipo N de China, Jolywood está haciendo todo lo posible para actualizar su línea de producción de celdas N-PERT de 2GW a celdas n-TOPCon. Se informa que Jolywood Optoelectronics ha adoptado la tecnología de pasta de metalización de serigrafía y la eficiencia promedio de la producción de masa de células solares de TOPCon ha alcanzado el 22,6%. Al optimizar el proceso de fabricación de células solares, la eficiencia promedio se puede aumentar a más del 23%.