Изучение технологий и инноваций в области солнечных фотоэлектрических элементов.

Принцип работы солнечных фотоэлектрических элементов

1. **Поглощение и пропускание фотонов:** При воздействии света фотоны с энергией меньше ширины запрещенной зоны не поглощаются и проходят через солнечную батарею.
2. **Потери энергии в высокоэнергетических фотонах:** Фотоны с энергией, превышающей ширину запрещенной зоны, создают электронно-дырочные пары, вызывая некоторую потерю энергии.
3. **Разделение и перенос заряда:** Внутри p-n перехода происходят потери из-за разделения и переноса фотогенерированных носителей заряда.
4. **Рекомбинационные потери:** Во время переноса фотогенерированных носителей происходят рекомбинационные потери.
5. **Падение напряжения:** Выходное напряжение падает, что приводит к потерям напряжения на контактах.

Снижение электрических потерь

1. Используйте высококачественные кремниевые пластины с хорошей кристаллической структурой.
2. Разработать идеальные методы формирования p-n-переходов.
3. Внедрить оптимальные методы пассивации.
4. Использовать эффективные технологии металлических контактов.
5. Использовать передовые технологии для игры в передней и задней линии защиты.

Снижение оптических потерь

Для повышения эффективности ячеек за счет минимизации оптических потерь были разработаны различные теории и технологии улавливания света, включая текстурирование поверхности для уменьшения отражения, антиотражающие покрытия на передней поверхности, отражающие покрытия на задней поверхности и затеняющие зоны с меньшими линиями сетки.

TOPCon (контакт с пассивацией туннельным оксидом)

Солнечные элементы TOPCon считаются следующим поколением после технологии PERC. По сравнению с другими перспективными технологиями, такими как HJT и IBC, TOPCon можно модернизировать, используя существующие линии PERC или PERT, с меньшими капиталовложениями и достигая повышения эффективности примерно на 1%.

Структура солнечных элементов TOPCon

Лицевая сторона солнечных элементов TOPCon аналогична традиционным солнечным элементам N-типа или N-PERT и включает в себя эмиттер из бора (p+), пассивирующий слой и антиотражающее покрытие. Основная технология заключается в пассивированном контакте на обратной стороне, состоящем из сверхтонкого слоя оксида кремния (1-2 нм) и тонкой пленки микрокристаллического смешанного кремния, легированного фосфором. Для двусторонних применений металлизация достигается путем трафаретной печати серебряных или серебряно-алюминиевых сеток на лицевой стороне и серебряных сеток на обратной стороне.

Контакт с пассивацией туннельного оксида

Структура TOPCon, обеспечивающая высокую эффективность преобразования в 25,7%, состоит из тонкого туннельного оксидного слоя и слоя поликремния, легированного фосфором. Слой поликремния, легированного фосфором, может быть получен путем кристаллизации аморфного кремния (a-Si:H) или осаждения поликремния методом LPCVD. Это делает TOPCon перспективным кандидатом для высокоэффективной технологии солнечных элементов.

Технология гетеропереходов (HJT)

Технология гетеропереходов (HJT) сочетает в себе технологию тонких пленок из кристаллического кремния и аморфного кремния, обеспечивая КПД 25% и выше. Ячейки HJT превосходят современные PERC-технологии по КПД и выходной мощности.

Структура солнечных элементов на основе гетероперехода

В ячейках HJT в качестве подложки используется монокристаллическая кремниевая пластина. На лицевую сторону пластины последовательно наносятся пленка собственного аморфного кремния (a-Si:H) и пленка p-типа a-Si:H для формирования pn-гетероперехода. На обратную сторону наносятся пленки собственного и n-типа a-Si:H для формирования поля на задней поверхности. Затем наносятся прозрачные проводящие оксидные пленки, после чего методом трафаретной печати наносятся металлические электроды, в результате чего получается симметричная структура.

Преимущества солнечных элементов на основе гетеропереходных транзисторов

- **Гибкость и адаптивность:** Технология HJT обеспечивает превосходную производительность даже в экстремальных погодных условиях, благодаря более низкому температурному коэффициенту по сравнению с традиционными солнечными элементами.
- **Долговечность:** Солнечные элементы на основе гетеропереходных транзисторов могут эффективно работать более 30 лет.
- **Повышенная эффективность:** Современные панели HJT достигают эффективности от 19,9% до 21,7%.
- **Экономия средств:** Аморфный кремний, используемый в панелях HJT, экономически выгоден, а упрощенный производственный процесс делает HJT более доступным по цене.

Перовскитные солнечные элементы

Перовскитные солнечные элементы (ПСЭ), впервые достигшие эффективности в 4% в 2009 году, к 2021 году достигли эффективности в 25,5%, что вызвало значительный научный интерес. Быстрое улучшение характеристик ПСЭ позиционирует их как восходящую звезду в фотовольтаике.

Структура перовскитных солнечных элементов

Усовершенствованные перовскитные ячейки обычно состоят из пяти компонентов: прозрачного проводящего оксида, слоя переноса электронов (ETL), перовскита, слоя переноса дырок (HTL) и металлического электрода. Оптимизация энергетических уровней этих материалов и их взаимодействий на границах раздела остается перспективным направлением исследований.

Перспективы перовскитных солнечных элементов

Исследования перовскитов, вероятно, будут сосредоточены на снижении рекомбинации за счет пассивации и уменьшения дефектов, включении двумерных перовскитов и оптимизации материалов интерфейса. Повышение стабильности и снижение воздействия на окружающую среду являются ключевыми областями будущих исследований.

Контроль качества при производстве солнечных фотоэлектрических элементов

Фотоэлектрические элементы на основе кристаллического кремния доминируют на коммерческом рынке солнечных батарей, на их долю приходится более 90% мировых продаж. В лабораторных условиях КПД превышает 25% для монокристаллических элементов и 20% для поликристаллических, но промышленные модули достигают 18–22% в стандартных условиях испытаний.

Травление и текстурирование

Повреждения поверхности удаляются путем травления, а текстурирование создает поверхность, улавливающую свет и уменьшающую потери на отражение. Измерение коэффициента отражения позволяет контролировать этот процесс.

Диффузия и изоляция краев

На кремниевых подложках формируются диффузионные слои для создания p-n-переходов. Для повышения эффективности тонкопленочных солнечных элементов, контролируемой по времени жизни неосновных носителей заряда, толщине подложки и показателю преломления, наносится пассивирующий слой.

Антибликовое покрытие

Для улучшения поглощения света на поверхность кремниевой пластины наносится антиотражающее покрытие. Для нанесения тонкой пленки, которая также служит пассивирующим слоем, используется метод PECVD. Ключевыми параметрами измерения являются пропускание света и однородность удельного сопротивления.

Изготовление электродов

На лицевой стороне методом трафаретной печати нанесены электроды сетки, а на обратной стороне — электроды поля и задние электроды. Контроль температуры, точность позиционирования и соотношение сторон линий сетки являются критически важными показателями мониторинга в процессе сушки и спекания.

Если вас интересует более подробная информация о наших решениях для хранения солнечной энергии, мы рекомендуем вам ознакомиться с нашей линейкой продукции. Мы предлагаем широкий выбор панелей и аккумуляторов, разработанных для различных областей применения и бюджетов, поэтому вы обязательно найдете подходящее решение для своих нужд.

 

Вебсайт:www.fgreenpv.com

Электронная почта:[email protected]

WhatsApp: +86 17311228539