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304永利集团N型小课堂 | TOPCon电池的优势及工业化希望

2021-11-24

随着光伏手艺研发与工业化的一直前进，，，，，，，，晶硅太阳电池的转换效率逐渐迈入≥26%的行列，，，，，，，，马丁?格林在Progress in Photovoltaics宣布的太阳电池效率表格（58版）显示，，，，，，，，转换效率≥25.5%效率的晶体硅太阳电池均接纳了钝化接触结构。。。。。。。。早在2019年，，，，，，，，304永利集团光电就在量产电池中使用钝化接触结构手艺，，，，，，，，运用的是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触（Tunnel Oxide Passivating Contact）太阳能电池手艺，，，，，，，，简称TOPCon手艺，，，，，，，，能够有用降低外貌复合和金属接触复合，，，，，，，，为N型电池转换效率提升提供了更大的空间。。。。。。。。

TOPCon电池手艺优势

钝化优势

外貌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爆发弯曲，，，，，，，，造成界面处大都载流子的群集和少数载流子的耗尽，，，，，，，，降低复合，，，，，，，，施展场钝化的作用。。。。。。。。

金属接触复合优势

金属接触复合成为限制通例结构太阳电池效率的瓶颈。。。。。。。。工业化中金属化方法通常为丝网印刷后举行高温烧结，，，，，，，，高温烧结的历程中金属浆料会“刻蚀”poly-Si形成“穿刺”（Spiking），，，，，，，，破损钝化接触结构，，，，，，，，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，，，，，，，，纵然“穿刺”会破损钝化接触结构的情形下也可以使金属复合远远低于通例发射极/背场。。。。。。。。

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主要，，，，，，，，金属-半导体形成优异的欧姆接触有助于降低电阻损失，，，，，，，，提升填充因子。。。。。。。。

文献报道p+ poly的ρc可以实现4.0~10.0 mΩ?cm2，，，，，，，，比p型掺杂层接纳丝网印刷银浆的方法形成的ρc略高，，，，，，，，n+ poly的ρc可以实现0.5~2.0 mΩ?cm2，，，，，，，，略低于n型掺杂层接纳丝网印刷银浆的方法形成的ρc。。。。。。。。

因此，，，，，，，，多晶硅钝化接触结构的低界面复合、低金属接触复合和低金属接触电阻率的优势，，，，，，，，增进太阳电池的转换效率迈上了一个新的台阶，，，，，，，，使TOPCon电池成为行业公认的继p-PERC之后的主流电池结构之一。。。。。。。。

TOPCon电池工业化希望

鉴于N型TOPCon电池高转换效率、高可靠性及低温度系数等优势，，，，，，，，海内多家龙头太阳电池制造商对TOPCon电池手艺的研发与工业化举行了大宗投入，，，，，，，，作为最早一批进入TOPCon领域的龙头企业，，，，，，，，304永利集团光电用多年来的起劲为光伏行业探路

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行业各大厂已对外宣布的N型单晶TOPCon电池研发实验室最高效率

304永利集团光电TOPCon手艺的生长历程

2017年7月，，，，，，，，公司最先N型双面TOPCon电池的研发，，，，，，，，电池的前外貌接纳硼扩散的发射极，，，，，，，，背外貌为SiOx/n+ poly钝化接触结构，，，，，，，，接纳LPCVD沉积本征poly-Si，，，，，，，，然后接纳离子注入举行掺杂，，，，，，，，前外貌和背外貌均为H型栅线电极，，，，，，，，可双面发电，，，，，，，，此手艺蹊径称之为J-TOPCon 1.0。。。。。。。。

2019年，，，，，，，，公司率先实现了N型双面TOPCon电池的1.5 GW大规模量产，，，，，，，，量产的平均转换效率抵达22.5%。。。。。。。。同年6月最先举行基于等离子氧化及等离子辅助原位掺杂（POPAID）的新型TOPCon手艺的开发，，，，，，，，使用链式平台传输载板，，，，，，，，能够在不破真空情形下同时完成隧穿氧化层和掺杂非晶硅沉积，，，，，，，，做到真正意义上的无绕镀，，，，，，，，将TOPCon 1.0中的12道制造工序缩短到9道工序，，，，，，，，手艺蹊径顺遂升级到J-TOPCon 2.0。。。。。。。。

2020年，，，，，，，，J-TOPCon 2.0手艺趋于成熟，，，，，，，，推动N型TOPCon电池效率的进一步提升，，，，，，，，实现24.5%的最高转换效率及批量转换效率。。。。。。。。

2021年，，，，，，，，基于J-TOPCon 2.0手艺最先建设182大尺寸N型双面TOPCon电池线，，，，，，，，并实现了25.4%的研发效率，，，，，，，，经由第三方中国计量科学研究院（NIM）认证，，，，，，，，突破其时TOPCon电池效率纪录。。。。。。。。

TOPCon效率提升偏向

TOPCon电池理论极限效率高达28.7%，，，，，，，，是最靠近晶体硅太阳电池理论极限效率（29.43%）的手艺，，，，，，，，远高于PERC（24.5%），，，，，，，，具有很是大的研发潜力。。。。。。。。

PERC和TOPCon电池的综合选择性及最高效率潜能

凭证主要的功率损失偏向获得效率提升的偏向主要为：

1）降低发射极钝化区域的复合损失和载流子传输损失，，，，，，，，一种有用的要领是接纳高方阻的发射极来降低复合损失，，，，，，，，搭配密栅（更小的栅线间距pitch）来降低载流子的横向传输损失；；；；；

2）降低背面的非理想光学损失，，，，，，，，如接纳越发薄的n+ poly降低自由载流子的吸收，，，，，，，，通过改善背面形貌及膜层的组合提高背反射，，，，，，，，降低透射损失；；；；；

3）降低光学遮挡及反射损失，，，，，，，，如开发线宽更窄、高宽比更大的金属化手艺，，，，，，，，通过改善前外貌金字塔形貌及设置叠层膜降低反射损失等。。。。。。。。

作为最有望取代PERC成为下一代主流的电池手艺，，，，，，，，TOPCon的市场份额在近两年逐渐增添，，，，，，，，并在多种N型手艺中占比已凌驾50%，，，，，，，，是众多光伏制造商产线升级的目的。。。。。。。。304永利集团光电作为N型TOPCon手艺的老兵和排头兵，，，，，，，，将继续扩大加深N型手艺结构，，，，，，，，一直将实验室的新手艺投入量产，，，，，，，，为全球光伏手艺指引新偏向。。。。。。。。

304永利集团光电受邀讲话TaiyangNews光伏论坛，，，，，，，，分享TOCPon组件应用实例履历

“勠力同心，，，，，，，，携手共晋” 304永利集团助力山西灾后重修家园

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