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TOPCon光伏电池的优缺点及应用

2022-10-28 16:02
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TOPCON的全称是Tunnel Oxide Passivating Contacts,翻译为隧穿氧化层钝化接触,是在2013年提出的一种N型硅片电池技术。TOPCon电池即隧穿氧化物钝化接触太阳能电池,旨在通过解决电池载流子选择钝化接触问题来提高太阳能电池效率。

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TOPCON电池前表面与常规N型太阳能电池结构相同,主要区别在电池背面制备一层超薄氧化硅,然后再沉积一层掺杂硅薄层,二者共同形成了钝化接触结构,有效降低表面复合和金属接触复合。

由于超薄氧化硅和重掺杂硅薄膜良好的钝化效果使得硅片表面能带产生弯曲,从而形成场钝化效果,电子隧穿的几率大幅增加,接触电阻下降,最终提升转换效率。

TOPCon电池的优势

1、钝化优势:表面钝化性能主要取决于化学钝化和场钝化,热生长的SiO2具有优异的化学钝化能力。多晶硅中的重掺杂可以诱导硅的能带发生弯曲,造成界面处多数载流子的聚集和少数载流子的耗尽,降低复合,发挥场钝化的作用。

2、金属接触复合优势:金属接触复合成为限制常规结构太阳电池效率的瓶颈。产业化中金属化方式通常为丝网印刷后进行高温烧结,高温烧结的过程中金属浆料会“刻蚀”poly-Si形成“穿刺”(Spiking),破坏钝化接触结构,导致金属接触区域的J0c高于钝化区域。但p+ poly和n+ poly的金属接触复合,即使“穿刺”会破坏钝化接触结构的情况下也可以使金属复合远远低于常规发射极/背场。

3、金属接触电阻率优势:除金属接触复合外,金属-半导体接触电阻率(ρc)对晶体硅太阳电池的器件性能也至关重要,金属-半导体形成良好的欧姆接触有助于降低电阻损失,提升填充因子。

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