Изучение технологий и инноваций в области солнечных фотоэлектрических элементов

Принцип действия 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 перенос заряда**: внутри p-n-перехода возникают потери из-за разделения и переноса фотогенерированных носителей заряда.
4. **Рекомбинационные потери**: во время транспортировки фотогенерированных носителей происходят рекомбинационные потери.
5. **Падение напряжения**: выходное напряжение падает, что приводит к потерям контактного напряжения.

Сокращение электрических потерь

1. Используйте высококачественные кремниевые пластины с хорошей кристаллической структурой.
2. Разработать идеальные методы формирования pn-перехода.
3. Внедрить оптимальные методы пассивации.
4. Используйте эффективные технологии металлических контактов.
5. Используйте передовые технологии фронтального и тылового поля.

Уменьшение 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, антибликовые покрытия на передней поверхности, отражающие покрытия на задней поверхности и меньшие области затенения линий сетки.

TOPCon (туннельный оксидный пассивированный контакт)

Солнечные элементы TOPCon считаются следующим поколением после технологии PERC. По сравнению с другими новыми технологиями, такими как HJT и IBC, TOPCon может быть модернизирован из существующих линий PERC или PERT с меньшими капиталовложениями и может достичь повышения эффективности примерно на 1%.

Структура солнечных элементов TOPCon

Лицевая сторона солнечных элементов TOPCon похожа на обычные солнечные элементы N-типа или N-PERT, состоящие из эмиттера бора (p+), пассивирующего слоя и антибликового покрытия. Основная технология заключается в заднем пассивированном контакте, состоящем из сверхтонкого слоя оксида кремния (1-2 нм) и легированной фосфором микрокристаллической смешанной кремниевой тонкой пленки. Для двусторонних применений металлизация достигается путем трафаретной печати сеток Ag или Ag-Al на передней стороне и сеток Ag на задней стороне.

Пассивированный туннельный оксидный контакт

Структура TOPCon, достигающая высокой эффективности преобразования 25,7%, состоит из тонкого туннельного оксидного слоя и слоя поликремния, легированного фосфором. Слой поликремния, легированного фосфором, может быть получен путем кристаллизации a-Si:H или осаждения поликремния с использованием LPCVD. Это делает TOPCon перспективным кандидатом для высокоэффективной технологии солнечных элементов.

Технология гетероперехода (HJT)

Технология гетероперехода (HJT) объединяет кристаллическую кремниевую и аморфную кремниевую тонкопленочную технологию, достигая эффективности 25% и выше. Ячейки HJT превосходят современную технологию PERC по эффективности и выходной мощности.

Структура солнечных элементов HJT

Ячейки HJT используют в качестве подложки монокристаллическую кремниевую пластину. На переднюю сторону пластины последовательно наносятся собственные пленки a-Si:H и пленки a-Si:H p-типа для формирования pn-гетероперехода. На заднюю сторону наносятся собственные пленки a-Si:H и пленки n-типа для формирования поля задней поверхности. Затем наносятся прозрачные проводящие оксидные пленки, а затем металлические электроды с помощью трафаретной печати, в результате чего получается симметричная структура.

Преимущества солнечных элементов HJT

- **Гибкость и адаптивность:** технология HJT обеспечивает отличную производительность даже в экстремальных погодных условиях, имея более низкий температурный коэффициент, 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 средств:** аморфный кремний, используемый в панелях HJT, экономически эффективен, а упрощенный процесс производства 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, вызвав значительный академический интерес. Быстрое улучшение PSC позиционирует их как восходящую звезду в фотовольтаике.

Структура перовскитных солнечных элементов

Продвинутые перовскитные ячейки обычно состоят из пяти компонентов: прозрачный проводящий оксид, слой переноса электронов (ETL), перовскит, слой переноса дырок (HTL) и металлический электрод. Оптимизация энергетических уровней этих материалов и взаимодействий на их интерфейсах остается захватывающей областью исследований.

Будущее перовскитных солнечных элементов

Исследования перовскитов, вероятно, будут сосредоточены на снижении рекомбинации посредством 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

Кристаллические кремниевые фотоэлектрические элементы доминируют на коммерческом рынке солнечных элементов, составляя более 90% мировых продаж. Лабораторная эффективность превышает 25% для монокристаллических элементов и 20% для поликристаллических элементов, но промышленные модули достигают 18%-22% при стандартных условиях тестирования.

Травление и текстурирование

Повреждения поверхности удаляются травлением, а текстурирование создает поверхность, улавливающую свет, что снижает 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, контролируемой по времени жизни неосновных носителей, толщине пластины и показателю преломления.

Антибликовое покрытие

На поверхность кремниевой пластины наносится антибликовое покрытие для улучшения поглощения света. PECVD используется для осаждения тонкой пленки, которая также служит пассивирующим слоем. Пропускание и однородность сопротивления слоя являются ключевыми параметрами измерения.

Изготовление электродов

Электроды сетки напечатаны на передней стороне, а электроды заднего поля и заднего электрода напечатаны на задней стороне. Контроль температуры, точность точек и соотношение сторон сетки являются критическими показателями мониторинга во время сушки и спекания.

Если вы заинтересованы в том, чтобы узнать больше о наших предложениях по хранению солнечной энергии, мы рекомендуем вам изучить нашу линейку продукции. Мы предлагаем ряд панелей и аккумуляторов, которые предназначены для различных приложений и бюджетов, поэтому вы обязательно найдете правильное решение для своих нужд.

 

Веб-сайт:www.fgreenpv.com

Email:Info@fgreenpv.com

WhatsApp:+86 17311228539