Изучение технологий и инноваций в области солнечных фотоэлектрических элементов

Принцип солнечных фотоэлектрических элементов

1. **Поглощение и передача фотонов.** При воздействии света фотоны с энергией меньше ширины запрещенной зоны не поглощаются и проходят через солнечный элемент.
2. **Потери энергии в фотонах высокой энергии:** Фотоны с энергией, превышающей ширину запрещенной зоны, создают пары электрон-дырка, вызывая некоторую потерю энергии.
3. **Разделение и транспорт заряда.** Внутри pn-перехода происходят потери из-за разделения и транспорта фотогенерированных носителей заряда.
4. **Рекомбинационные потери:** При транспортировке фотогенерированных носителей происходят рекомбинационные потери.
5. **Падение напряжения.** Выходное напряжение падает, что приводит к потерям контактного напряжения.

Снижение электрических потерь

1. Используйте высококачественные кремниевые пластины с хорошей кристаллической структурой.
2. Разработать идеальные методы формирования pn-перехода.
3. Внедрить оптимальные методы пассивации.
4. Использовать эффективные технологии контакта с металлами.
5. Используйте передовые технологии переднего и заднего поля.

Сокращение оптических потерь

Чтобы повысить эффективность ячейки за счет минимизации оптических потерь, были разработаны различные теории и технологии улавливания света, включая текстурирование поверхности для уменьшения отражения, просветляющие покрытия на передней поверхности, отражающие покрытия на задней поверхности и меньшие области затенения в виде линий сетки.

TOPCon (туннельный контакт, пассивированный оксидом)

Солнечные элементы TOPCon считаются следующим поколением после технологии PERC. По сравнению с другими новыми технологиями, такими как HJT и IBC, TOPCon можно модернизировать из существующих линий PERC или PERT с меньшими капитальными вложениями и добиться повышения эффективности примерно на 1%.

Структура солнечных элементов TOPCon

Лицевая сторона солнечных элементов TOPCon аналогична обычным солнечным элементам N-типа или N-PERT и содержит эмиттер бора (p+), пассивирующий слой и просветляющее покрытие. Основная технология заключается в заднем пассивированном контакте, состоящем из ультратонкого слоя оксида кремния (1-2 нм) и тонкой пленки микрокристаллического смешанного кремния, легированного фосфором. Для двусторонних применений металлизация достигается путем трафаретной печати сеток Ag или Ag-Al на лицевой стороне и сеток Ag на оборотной стороне.

Туннельный контакт, пассивированный оксидом

Структура TOPCon, обеспечивающая высокую эффективность преобразования 25,7%, состоит из тонкого туннельного оксидного слоя и слоя поликремния, легированного фосфором. Слой поликремния, легированного фосфором, можно получить путем кристаллизации a-Si:H или осаждения поликремния с помощью LPCVD. Это делает TOPCon многообещающим кандидатом на разработку высокоэффективной технологии солнечных батарей.

Технология гетероперехода (HJT)

Технология гетероперехода (HJT) сочетает в себе технологию тонких пленок кристаллического кремния и аморфного кремния, достигая эффективности 25% или выше. Ячейки HJT превосходят нынешнюю технологию PERC по эффективности и выходной мощности.

Структура солнечных элементов HJT

В ячейках HJT в качестве подложки используется монокристаллическая кремниевая пластина. На лицевую сторону пластины последовательно наносится собственная пленка a-Si:H и пленка a-Si:H p-типа с образованием pn-гетероперехода. На обратную сторону нанесены собственные пленки a-Si:H и n-типа для формирования поля тыльной поверхности. Затем наносятся прозрачные проводящие оксидные пленки, а затем металлические электроды посредством трафаретной печати, в результате чего получается симметричная структура.

Преимущества солнечных батарей HJT

- **Гибкость и адаптируемость:** технология HJT обеспечивает превосходную производственную мощность даже в экстремальных погодных условиях с более низким температурным коэффициентом, чем традиционные солнечные элементы.
- **Долговечность**: солнечные элементы HJT могут эффективно работать более 30 лет.
- **Более высокая эффективность.** Современные панели HJT достигают эффективности от 19,9% до 21,7%.
- **Экономия затрат.** Аморфный кремний, используемый в панелях HJT, экономически эффективен, а упрощенный производственный процесс делает HJT более доступным.

Перовскитные солнечные элементы

Впервые достигнув эффективности 4% в 2009 году, перовскитные солнечные элементы (PSC) достигли эффективности 25,5% к 2021 году, что вызвало значительный академический интерес. Быстрое совершенствование PSC делает их восходящей звездой фотоэлектрической энергетики.

Структура перовскитных солнечных элементов

Усовершенствованные перовскитные ячейки обычно состоят из пяти компонентов: прозрачного проводящего оксида, слоя транспорта электронов (ETL), перовскита, слоя транспорта дырок (HTL) и металлического электрода. Оптимизация энергетических уровней этих материалов и взаимодействия на их границах остается интересной областью исследований.

Будущее перовскитных солнечных элементов

Исследования перовскитов, вероятно, будут сосредоточены на уменьшении рекомбинации за счет пассивации и уменьшения дефектов, включения 2D-перовскитов и оптимизации интерфейсных материалов. Повышение стабильности и снижение воздействия на окружающую среду являются ключевыми областями будущих исследований.

Контроль качества при производстве солнечных фотоэлектрических элементов

Фотоэлектрические элементы из кристаллического кремния доминируют на рынке коммерческих солнечных батарей, на их долю приходится более 90% мировых продаж. Лабораторная эффективность превышает 25% для монокристаллических ячеек и 20% для поликристаллических ячеек, но промышленные модули достигают 18%-22% в стандартных условиях тестирования.

Травление и текстурирование

Повреждения поверхности устраняются травлением, а текстурирование создает светоулавливающую поверхность, уменьшая потери на отражение. Измерение отражения контролирует этот процесс.

Диффузия и изоляция краев

На кремниевых пластинах формируются диффузионные слои для создания pn-переходов. Пассивирующий слой наносится для повышения эффективности тонкопленочных солнечных элементов, который контролируется по сроку службы неосновных носителей, толщине пластины и показателю преломления.

Антибликовое покрытие

На поверхность кремниевой пластины наносится антибликовое покрытие для улучшения поглощения света. PECVD используется для нанесения тонкой пленки, которая также служит пассивирующим слоем. Равномерность пропускания и поверхностного сопротивления являются ключевыми параметрами измерения.

Изготовление электродов

Сетчатые электроды напечатаны методом трафаретной печати спереди, а задние полевые и задние электроды напечатаны сзади. Контроль температуры, точность точек и соотношение сторон сетки являются важными показателями мониторинга во время сушки и спекания.

Если вы хотите узнать больше о наших предложениях по хранению солнечной энергии, мы рекомендуем вам изучить нашу линейку продуктов. Мы предлагаем широкий выбор панелей и аккумуляторов, предназначенных для различных применений и бюджетов, поэтому вы обязательно найдете правильное решение для своих нужд.

 

Веб-сайт:www.fgreenpv.com

Email:Info@fgreenpv.com

WhatsApp:+86 17311228539