حالة البحث وآفاق الخلايا الشمسية TOPCon
من بين الخلايا الشمسية التي تستخدم الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء ، بلغت الحصة السوقية للخلايا الكهروضوئية من خلايا السيليكون البلورية حوالي 90٪. حتى الآن ، الخلايا الشمسية أحادية البلورية هي الرائدة في خلايا السيليكون البلورية ، وكفاءتها كانت دائمًا مماثلة للخلايا الشمسية أحادية الوصلة. المستوى الرائد ، وصلت أعلى كفاءة حالية إلى 26.6٪.
يعد السيليكون أحادي البلورية خيارًا مثاليًا لإعداد الخلايا الشمسية عالية الكفاءة ، مع خصائص البنية البلورية المثالية ، وفجوة النطاق المناسبة ، والاحتياطيات الوفيرة. بالإضافة إلى ذلك ، يتميز السيليكون البلوري الأحادي من النوع N أيضًا بمزايا النقاء العالي ، والشوائب المنخفضة ، وعيوب خلع الحدود المنخفضة للحبوب ، وعمر ناقل الأقلية العالي ، والمقاومة التي يمكن التحكم فيها بسهولة.
يشمل البحث الحالي حول الخلايا الشمسية السليكونية البلورية عالية الكفاءة بشكل أساسي الخلايا الشمسية بنقطة اتصال المجال الخلفي (PERC) ، والخلايا الشمسية ذات الانتشار المحلي (PERL) ، والخلايا الشمسية غير المتجانسة (SHJ) ، وخلايا السيليكون غير المتجانسة (HBC). ) الخلايا الشمسية ، والخلايا الشمسية ذات الاتصال الخلفي المتداخل (IBC) ، وخلايا التلامس بتخميل أكسيد النفق (TOPCon) والخلايا الشمسية التلامسية الانتقائية لأكسيد البولي سيليكون ، وما إلى ذلك ، مساحة كبيرة في التحضير ، وكفاءة عالية جدًا لأكثر من تم تحقيق أكثر من 23٪ (كما هو موضح في الجدول 1)
بالمقارنة مع الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد الكريستالات ، تتمتع الخلايا الشمسية أحادية البلورية بالاستقرار الجيد وكفاءة التحويل. نظرًا للابتكار المستمر لعملية تصنيع رقاقة السيليكون ، استمرت تكلفة تصنيع الخلايا الشمسية أحادية البلورية في الانخفاض ، واستمرت الكفاءة أيضًا في التحسن.
وفقًا لحساب المحاكاة ، تبلغ الكفاءة المحدودة للخلية الشمسية غير المتجانسة (HIT) 27.5 ٪ ، والكفاءة المحدودة للخلية الشمسية PERC هي 24.5 ٪ ، والخلية الشمسية القائمة على هيكل TOPCon لها حد كفاءة أعلى (28.2) ٪ -28.7٪) ، وهو أيضًا الأقرب إلى الكفاءة الحدية النظرية لخلايا السيليكون الشمسية البلورية (29.43٪).
تتمتع الخلايا الشمسية TOPCon بخصائص تخميل ممتازة وتوافق جيد مع سلسلة الصناعة ، ولديها إمكانات كبيرة. بالنسبة لطبقة البولي سيليكون المخدرة بشدة ، تواجه تقنيات LPCVD و PECVD الحالية مشاكل العملية المعقدة والتلوث البيئي والتكلفة العالية ، كما أن كفاءة خلية TOPCon التي تم إعدادها بواسطة طريقة الاخرق التي تم البحث عنها حديثًا أقل بكثير من الطريقة التقليدية ، لذلك يجب أن نواصل استكشاف طرق جديدة. طريقة تحضير صديقة للبيئة وموفرة للطاقة.
هناك أيضًا العديد من الطرق لإعداد طبقة الأكسيد ، والتي يجب استخدامها من خلال مقارنة الاقتصاد ، وتوفير الطاقة ، وحماية البيئة ، وإنجازات الكفاءة ، وما إلى ذلك. بالنسبة لطريقة التحضير باستخدام بلازما PECVD ، يتم استخدام N2O فقط حاليًا ، ومجموعة متنوعة من يمكن استخدام الغازات المحتوية على الأكسجين للبحث في المستقبل.
