{"id":3580,"date":"2022-09-07T06:44:33","date_gmt":"2022-09-07T06:44:33","guid":{"rendered":"https:\/\/sunketpower.com\/?p=3580"},"modified":"2023-01-17T05:10:50","modified_gmt":"2023-01-17T05:10:50","slug":"sunket-topcon-solar-panel-advantages-practical-application-analysis","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wxsunket.com\/de\/sunket-topcon-solar-panel-advantages-practical-application-analysis\/","title":{"rendered":"Vorteile von Sunket TOPCon-Solarmodulen und praktische Anwendungsanalyse"},"content":{"rendered":"

TOPCon Solarzellenkonzept<\/h2>\n

Das Konzept der TOPCon-Zelle wurde 2013 vom Fraunhofer-Institut f\u00fcr Solare Energiesysteme (Fraunhofer-ISE) in Deutschland vorgeschlagen. Die folgende Abbildung zeigt das schematische Strukturdiagramm der N-Typ-Passivierungskontakt-Solarzelle.<\/p>\n

\"Schematic
Schematische Darstellung der Passivierungskontakt-Solarzellenstruktur<\/figcaption><\/figure>\n

Die Vorderseite von TOPCon unterscheidet sich nicht grundlegend von herk\u00f6mmlichen N-Typ-Solarzellen oder N-PERT-Solarzellen. Die Kerntechnologie der Batterie ist der r\u00fcckseitige Passivierungskontakt. Kristall-amorphe gemischte Si-D\u00fcnnschichtzusammensetzung. Die Passivierungsleistung wird durch den Temperprozess aktiviert, bei dem sich die Kristallinit\u00e4t der Si-D\u00fcnnschicht von einer Mischphase aus mikrokristallin und amorph zu polykristallin \u00e4ndert. Gegl\u00fcht bei einer Gl\u00fchtemperatur von 850 \u00b0C, iVoc > 710 mV, J0 bei 9\u201313 fA\/cm2, was eine hervorragende Passivierungsleistung der passivierten Kontaktstruktur zeigt, und der Zellwirkungsgrad im Rohzustand \u00fcbersteigt 231 TP3T. Der aktuelle Weltrekord f\u00fcr N-Typ-Front-Junction-Solarzellen mit passiviertem Kontakt (25,81 TP3T) wird vom Institut Fraunhofer-ISE gehalten.<\/p>\n

Das Wirkprinzip der tr\u00e4gerselektiven TOPCon-Struktur f\u00fcr hervorragende Passivierung<\/h2>\n

Die Kombination aus hoher Ladungstr\u00e4gerselektivit\u00e4t und deutlich reduzierter Grenzfl\u00e4chenrekombination ist der Schl\u00fcssel zur hervorragenden Passivierung von TOPCon. Vier parallele Mechanismen tragen zur Tr\u00e4gerselektivit\u00e4t bei.<\/p>\n

    \n
  1. Das stark dotierte n+-Polysilizium erzeugt aufgrund der Austrittsarbeitsdifferenz zwischen dem n+-Polysilizium und dem kristallinen Siliziumabsorber vom n-Typ eine Akkumulationsschicht an der Absorber\/Tunneloxid-Grenzfl\u00e4che. Diese Bandbiegung induziert eine elektronenreiche Akkumulationsschicht an der SiO2\/Si-Grenzfl\u00e4che, die eine Barriere f\u00fcr das Eindringen von Minorit\u00e4tstr\u00e4gerl\u00f6chern in das Tunneloxid darstellt und gleichzeitig die Migration von Majorit\u00e4tstr\u00e4gern zur Oxid\/Si-Grenzfl\u00e4che erleichtert, um die Versorgung mit Elektronik zu erh\u00f6hen .<\/li>\n
  2. Das Tunneloxid stellt eine zweite Ebene der Ladungstr\u00e4gerselektivit\u00e4t bereit, da seine Tunnelbarriere f\u00fcr L\u00f6cher (4,5 eV) gr\u00f6\u00dfer ist als die f\u00fcr Elektronen (3,1 eV).<\/li>\n
  3. Eine gro\u00dfe Anzahl verf\u00fcgbarer Zust\u00e4nde im Leitungsband der Polysiliciumschicht kombiniert mit einer gro\u00dfen Anzahl von Elektronen an der Absorber\/Oxid-Grenzfl\u00e4che machen es Elektronen in n-Si leicht, durch das ultrad\u00fcnne Oxid in n+-Polysilicium zu tunneln. Aufgrund der Bandbiegung gibt es jedoch weniger L\u00f6cher in der N\u00e4he der Valenzbandkante des Absorbers, die m\u00f6glicherweise auch nicht durchtunneln, wenn die Valenzbandkante von Si in die Tabul\u00fccke von n + -Polysilizium f\u00e4llt. Da Minorit\u00e4tstr\u00e4ger nicht durchtunneln k\u00f6nnen, wird deren Rekombination in n+-dotierten polykristallinen oder metallischen Kontakten reduziert oder eliminiert.<\/li>\n
  4. Neben der Tr\u00e4gerselektivit\u00e4t wird durch den Feldeffekt auch die Rekombination von Minorit\u00e4tstr\u00e4gern an den Grenzfl\u00e4chendefekten reduziert, was die Elektronenkonzentration (Akkumulationsschicht) erh\u00f6ht und die L\u00f6cherkonzentration an der Si-Oxid-Grenzfl\u00e4che verringert. Diese asymmetrische Elektronen- und Lochkonzentration verringert die defektinduzierte Shockley-Red-Hall-(SRH-)Rekombination. Die Read-Hall (SRH)-Rekombination verringert den mit dieser TOPCon-Struktur verbundenen J0-Wert weiter. Derselbe Mechanismus gilt f\u00fcr lochselektiv passivierte Kontakte in p+-Polysilizium, jedoch wurde von einer etwas h\u00f6heren Rekombination in p-TOPCon relativ zu n-TOPCon berichtet.<\/li>\n<\/ol>\n

    Grundlegender Unterschied zwischen n-TOPCon und p-TOPCon<\/h2>\n
      \n
    1. Die H\u00f6he der Oxidationsbarriere von L\u00f6chern ist h\u00f6her als die von Elektronen.<\/li>\n
    2. Der Bor-dotierte Siliziumfilm hat eine h\u00f6here Defektdichte.<\/li>\n
    3. Das Eindringen von Bor durch das Tunneloxid f\u00fchrt zu weiteren Defekten.<\/li>\n<\/ol>\n
      \"Efficiency
      Effizienzentwicklung verschiedener hocheffizienter Zellarchitekturen in den letzten 30 Jahren: PERL, TOPCon und HIT, Front-to-Back-Kontakt in kleinfl\u00e4chigen F&E-Zellen.<\/figcaption><\/figure>\n

       <\/p>\n

      \"\"<\/p>\n

      \"\"<\/p>\n

      \"The
      Die Technologie-Roadmap f\u00fcr 23%+ n-TOPCon-Zellen, beginnend mit unseren 21% nPERT-Zellen. Jedes Balkendiagramm zeigt den J0-Beitrag der metallisierten und nicht metallisierten Bereiche auf der Vorder- und R\u00fcckseite und des Substrats sowie alle wichtigen Zellparameter und Wirkungsgrade.<\/figcaption><\/figure>\n

      Modellierung der Auswirkung der Metallisierung J0e und J0b' und des vorderen und hinteren Kontaktwiderstands auf die TOPCon-Zelleffizienz<\/h2>\n

      Sowohl die niedrige Metallisierung J0 als auch der spezifische Kontaktwiderstand sind f\u00fcr einen hohen Wirkungsgrad wichtig, da J0 die VOC beeinflusst und der spezifische Kontaktwiderstand den FF beeinflusst. Um die Wirkung des vorderen Emitters der Metallisierung (J0e, gesamt) und des hinteren n-TOPCon (J0b', gesamt) auf n-TOPCon-Zellen zu verstehen, sind die Effizienz-Empfindlichkeitskurven in Abbildung 34 bzw. Abbildung 35 dargestellt. Modelle zeigen, dass f\u00fcr unser vorgeschlagenes Zelldesign eine Erh\u00f6hung von 5 fA\/cm2 in entweder J0e oder J0b' zu einem Abfall der Zelleffizienz von ~0,11 TP3T abs f\u00fchren w\u00fcrde.<\/p>\n

      \"Quokka
      Quokka 2 simulierte Zelleffizienz als eine Funktion von J0e, total, unter der Annahme einer Volumenlebensdauer von 2 ms (Spalte 5 von Tabelle 5). Der Stern zeigt das metallisierte J0e f\u00fcr unser 23%-Zelldesign.<\/figcaption><\/figure>\n
      \"The
      Die Variation der Zelleffizienz mit J0b', simuliert durch Quokka 2, die Gesamteffizienz der vorgeschlagenen 23% n-TOPCon-Zelle (Tabelle 5, Spalte 5). Der Stern zeigt die Metallisierung J0b unseres 23%-Zelldesigns.<\/figcaption><\/figure>\n

      In der Ger\u00e4tesimulation Quokka 2 wurde die Auswirkung des vorderen und hinteren Kontaktwiderstands auf die Zelleffizienz ebenfalls untersucht, indem nur der Kontaktwiderstand ge\u00e4ndert wurde. Abbildung 36 zeigt den Zellwirkungsgrad als Funktion des vorderen und hinteren Kontaktwiderstands. Das Modell zeigt, dass der Zellwirkungsgrad um 0,11 TP3T abs pro 2 m\u03a9-cm2 Erh\u00f6hung des Kontaktwiderstands auf der Vorderseite sinkt. Auf der R\u00fcckseite f\u00fchrte dies jedoch nur zu einem Abfall des Wirkungsgrads von 0,021 TP3T abs. Denn es gibt keinen Kompromiss durch Abschattung auf der R\u00fcckseite, die die Metallbedeckung der R\u00fcckseite um den Faktor 5 erh\u00f6ht, um die Empfindlichkeit gegen\u00fcber Kontaktwiderst\u00e4nden zu verringern.<\/p>\n

      \"The
      Der von Quokka 2 simulierte Zellwirkungsgrad h\u00e4ngt mit dem vorderen und hinteren Kontaktwiderstand der vorgeschlagenen 23% n-TOPCon-Zelle zusammen (Tabelle 5, Spalte 5). Stellar zeigt den Kontaktwiderstand unseres 23%-Zelldesigns.<\/figcaption><\/figure>\n

      Entwicklung von Schablonendesignmodellen und Rechnern zur Optimierung von Front- und Rear-Catenary-Designs f\u00fcr bifaziale TOPCon-Solarzellen<\/h2>\n

      Das Gittermuster besteht aus einer gro\u00dfen Anzahl von Gitterlinien (100\u2013130) und einer kleinen Anzahl (5\u201310) von Stromschienen. Die Gateleitungen sammeln die in der Basis erzeugten Ladungstr\u00e4ger, die durch die dotierten Bereiche zwischen den Gateleitungen getrennt und lateral transportiert werden. Der vom Netz gesammelte Tr\u00e4ger wird dann in den Bus eingespeist, der den Tr\u00e4ger an einen externen Stromkreis zur Stromerzeugung \u00fcbertr\u00e4gt (Abbildung 37). Daher muss das Gitterdesign den Durchgangswiderstand, den Schichtwiderstand zwischen den Gitterleitungen, den Kontaktwiderstand, den Gitterwiderstand und den Sammelschienenwiderstand ber\u00fccksichtigen, um den gesamten Serienwiderstand zu berechnen. Da ein h\u00f6herer Widerstand FF reduziert und mehr Maschenlinien die Verschattung und die metallinduzierte Rekombination oder J0 erh\u00f6hen, sollte die Optimierung des Maschendesigns nicht nur den Serienwiderstand minimieren, sondern auch die Verschattung und die metallinduzierten Rekombinationsverluste ber\u00fccksichtigen, um die Gesamtverschattung und die metallinduzierten Rekombinationsverluste zu reduzieren sind minimiert. Abbildung 38 zeigt, dass mehr Gitterlinien im Allgemeinen den Reihenwiderstand verringern, aber die Abschattung oder JSC und J0 erh\u00f6hen, sodass das Entwerfen eines optimalen Gittermusters entscheidend f\u00fcr die Optimierung der Zelleffizienz ist.<\/p>\n

      \"Resistive
      Widerstandselemente in Solarzellen<\/figcaption><\/figure>\n
      \"Gridline
      Kompromisse beim Gridline-Design. Die Pfeile in der Figur zeigen den Trend der Gittermetallabdeckung, wenn sie auf der Vorderseite zunimmt<\/figcaption><\/figure>\n

      Einige kommerzielle und nichtkommerzielle Maschendesignmodelle, wie PV Lighthouse [88], ber\u00fccksichtigen nur Serienwiderstand und optische Okklusion, aber nicht metallinduzierte Rekombination, was sehr wichtig wird. Ger\u00e4tesimulatoren wie Sentaurus und Quokka 2 sind Optionen zur Optimierung des Grid-Designs. Diese Simulatoren sind jedoch f\u00fcr die Gitteroptimierung sehr begrenzt und komplex, da die Zellengr\u00f6\u00dfe durch das kleinste gemeinsame Vielfache (LCM) des Abstands zwischen dem vorderen und hinteren Gitter definiert ist und die Zellengr\u00f6\u00dfe klein sein muss, um eine gute Leistung zu erzielen in Sentaurus und Quokka gibt es eine relativ geringe Rechenzeit. Daher wurde in dieser Aufgabe ein optimaler Gitterdesign-Rechner f\u00fcr bifaziale Front-to-Back-Kontakt-Solarzellen entwickelt, bei dem die metallinduzierte Rekombination ber\u00fccksichtigt wurde.<\/p>\n

      \"Efficiency
      Effizienz-Konturdiagramm einer fortschrittlichen busbarlosen selektiven TOPCon-Zelle als Funktion des spezifischen Widerstands und der Mid-Gap-SRH-Lebensdauer. Die wei\u00dfe gestrichelte Linie entspricht dem optimalen Volumenwiderstand, der die h\u00f6chste Zelleffizienz f\u00fcr eine gegebene Mid-Gap-SRH-Lebensdauer ergibt.<\/figcaption><\/figure>\n

       <\/p>\n

       <\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

      TOPCon Solar Cell\u00a0Concept The concept of the TOPCon cell was proposed by the Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (Fraunhofer-ISE) in Germany in 2013. The following figure shows the structural schematic diagram of the N-type passivation contact solar cell. The front side of TOPCon is not fundamentally different from conventional N-type solar cells or N-PERT […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":5251,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"rank_math_lock_modified_date":false,"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"default","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"default","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[51],"tags":[],"class_list":["post-3580","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-pv-technology"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/wxsunket.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3580","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/wxsunket.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/wxsunket.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wxsunket.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wxsunket.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3580"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/wxsunket.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3580\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":3600,"href":"https:\/\/wxsunket.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3580\/revisions\/3600"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wxsunket.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/5251"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/wxsunket.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3580"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/wxsunket.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3580"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/wxsunket.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3580"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}