PERC dhidi ya TOPCon dhidi ya HJT dhidi ya BC: Kwa Nini Seli za Jua Zinatofautiana Sana kwa Bei na Ufanisi
Swali la Msingi la Toleo Hili
Kutoka P-type hadi N-type, kutoka PERC hadi TOPCon, HJT na BC, herufi hizi zinamaanisha nini hasa? Je, zinatatua matatizo gani tofauti, na wataalamu wa ugavi wanapaswa kuangalia nini wakati wa kuzichagua?
Msambazaji A anasema: "Moduli yetu ya TOPCon inafikia ufanisi wa 22.5%, asilimia moja juu kuliko PERC." Msambazaji B anasema: "Moduli yetu ya HJT ina mgawo bora wa joto na inazalisha nguvu zaidi katika hali ya joto." Msambazaji C anasema: "Moduli yetu ya BC haina mistari ya gridi mbele, inaonekana safi na inafaa miradi iliyosambazwa."
Kwa hivyo unapaswa kuzilinganisha vipi? Ikiwa unatazama tu bei na ufanisi uliokadiriwa, utakosa mambo ambayo ni muhimu sana:
Njia tofauti za teknolojia zina mavuno tofauti ya uzalishaji wa wingi, ambayo huathiri utulivu wa utoaji.
Matumizi ya unga wa fedha yanatofautiana (HJT ni ya juu), ambayo huathiri mwelekeo wa gharama na hatari ya ugavi.
Mifumo ya uharibifu inatofautiana (P-type ina LID, N-type ina LeTID), ambayo huathiri madai ya dhamana.
Joto la mchakato linatofautiana (HJT ni mchakato wa joto la chini), ambalo huathiri vifaa, viwango vya uwekezaji na mazingira ya jumla ya wasambazaji.
Toleo hili linakusaidia kujenga mfumo kamili wa kulinganisha njia za teknolojia.
Kuelewa kwa Sentensi Moja
PERC ni kilele cha teknolojia ya P-type (passivation ya nyuma), TOPCon ndiyo njia kuu ya uzalishaji wa wingi wa N-type (passivation ya mawasiliano), HJT ndiyo njia ya utendaji wa juu ya joto la chini (passivation ya kiolesura cha heterojunction), na BC inahamisha elektroni nyuma kama suluhisho la urembo. Zinatatua tatizo moja kutoka pembe tofauti: kupunguza upotevu wa ufanisi.
Mfano Rahisi
Upotevu wa ufanisi wa seli ya jua ni kama nyumba ya ghorofa tano inayovuja maji kwenye kila sakafu:
Kuvuja kwa sakafu ya kwanza (upotevu wa kunyonya): mwanga hupita moja kwa moja bila kunyonywa.
Kuvuja kwa sakafu ya pili (upotevu wa joto): nishati ya ziada ya fotoni zenye nishati nyingi hugeuka kuwa joto.
Kuvuja kwa sakafu ya tatu (upotevu wa kuungana tena): elektroni na mashimo huungana tena kabla ya kutengwa.
Kuvuja kwa sakafu ya nne (upotevu wa upinzani): mkondo hukutana na upinzani kwenye seli na elektrodi na hugeuka kuwa joto.
Kuvuja kwa sakafu ya tano (upotevu wa kivuli): elektrodi za mbele huzuia sehemu ya mwanga wa jua.
PERC hurekebisha hasa sakafu ya tatu (kuungana tena nyuma). TOPCon hurekebisha hasa sehemu ya mawasiliano ya sakafu ya tatu (kuungana tena kwa mawasiliano). HJT inakaribia kukarabati kabisa sakafu ya tatu (upitishaji wa kiolesura). BC hurekebisha hasa sakafu ya tano (kuhamisha elektrodi nyuma ili kuondoa kivuli).
Dokezo la mnyororo wa ugavi: njia tofauti hurekebisha sakafu tofauti, lakini gharama na ugumu wa kurekebisha kila sakafu hutofautiana. Unachochagua si namba ya ufanisi tu, bali ni ubadilishanaji wa 'wapi kuwekeza, ni kiasi gani cha hasara unaweza kuokoa, na unalipa bei gani.'
Kanuni za Kitaalamu
P-type dhidi ya N-type: uchaguzi wa substrate
| Kipengee | Wafer ya P-type | Wafer ya N-type |
|---|---|---|
| Uwekaji dopu | Boroni | Fosforasi |
| Wabebaji wengi | Mashimo | Elektroni |
| Uharibifu wa LID | Inayoonekana zaidi (kuungana tena kwa boroni-oksijeni) | Chini |
| Usikivu wa uchafu | Juu | Chini (muda wa maisha wa wabebaji wachache wa juu) |
| Teknolojia mwakilishi | PERC | TOPCon, HJT, baadhi ya BC |
Mwelekeo: N-type inachukua nafasi ya P-type kama kikuu, kwa sababu muda wa maisha wa wabebaji wachache wa wafer za N-type ni wa juu (elektroni huishi 'muda mrefu'), na pamoja na upitishaji wa hali ya juu zaidi unaweza kufikia ufanisi wa juu zaidi.
PERC: kuongeza filamu ya kinga nyuma
PERC inasimama kwa Passivated Emitter and Rear Cell. Nyuma ya seli ya kawaida ya P-type inaongeza:
Safu ya Al2O3 (oksidi ya alumini) ya upitishaji ili kupunguza muunganiko wa nyuma.
Safu ya SiNx (nitridi ya silikoni) ya ulinzi ili kuongeza uakisi wa nyuma, kurudisha fotoni ambazo hazijafyonzwa kwa nafasi ya pili ya kufyonzwa.
Hasara kuu zinazoshughulikiwa: muunganiko wa nyuma pamoja na upotezaji wa upitishaji wa nyuma.
Vipengele vya mnyororo wa ugavi: teknolojia iliyokomaa zaidi, mnyororo kamili zaidi wa ugavi, gharama ya chini zaidi, lakini kikomo cha ufanisi karibu 23.5%. Ni msingi mkubwa zaidi uliowekwa, na sehemu za vipuri na uingizwaji rahisi zaidi.
TOPCon: lango la mawasiliano sahihi
TOPCon inasimama kwa Tunnel Oxide Passivated Contact. Muundo muhimu: nyuma ya wafa wa N-type, safu nyembamba sana ya oksidi (SiO2, takriban 1-2nm) inatengenezwa, kisha kufunikwa na safu ya polysilicon iliyochangwa.
Safu ya oksidi hufanya kama lango, kuzuia wabebaji wachache (mashimo) kuungana huku ikiruhusu wabebaji wengi (elektroni) kupitia kwa njia ya handaki (hii ndiyo "tunneling").
Safu ya polysilicon iliyochangwa hutoa mawasiliano mazuri ya umeme na kupunguza upinzani wa mawasiliano.
Hasara kuu zinazoshughulikiwa: muunganiko katika eneo la mawasiliano ya chuma pamoja na upinzani wa mawasiliano.
Vipengele vya mnyororo wa ugavi: inaoana sana na mistari ya PERC (inayoweza kuboreshwa) na kwa sasa ndiyo njia kuu ya uzalishaji wa wingi wa N-type. Angalia matumizi ya unga wa fedha, mavuno ya mchakato wa safu ya oksidi na data ya uharibifu.
HJT: tabaka mbili za kinga zinazoweka wafa katikati
HJT inasimama kwa Heterojunction Technology. Muundo: pande zote mbili za wafa wa fuwele wa N-type, safu ya silikoni amofasi ya ndani (i-a-Si:H) inawekwa kama upitishaji, kisha kufunikwa na safu ya silikoni amofasi iliyochangwa, na hatimaye oksidi inayoendesha uwazi (TCO).
"Hetero" inamaanisha silikoni ya fuwele na silikoni amofasi ni nyenzo mbili tofauti za semiconductor.
Tabaka mbili za i-a-Si:H hutoa upitishaji bora wa uso.
Mchakato wote unakamilishwa kwa joto la chini (<200°C, wakati PERC/TOPCon zinahitaji 800°C+).
Hasara kuu zinazoshughulikiwa: muunganiko wa uso pamoja na upotezaji wa joto (mgawo wa chini wa joto, utendaji bora katika joto).
Vipengele vya mnyororo wa ugavi: ufanisi wa juu na tabia nzuri ya joto, lakini uwekezaji mkubwa wa vifaa, matumizi makubwa ya unga wa fedha na hitaji la malengo (ITO kwa TCO). Mchakato wa joto la chini unamaanisha kuwa haukubaliani na mistari iliyopo ya joto la juu na inahitaji uwezo mpya.
BC / IBC: kuhamisha elektrodi nyuma
BC inasimama kwa Back Contact, na IBC kwa Interdigitated Back Contact. Mbele ya seli ya jadi ina gridi za chuma (elektrodi) zinazozuia takriban 5%-7% ya mwanga wa jua. Teknolojia ya BC inaweka elektrodi zote chanya na hasi nyuma, na kuacha mbele bila kivuli kabisa.
Jinsi inavyofanya kazi: Maeneo ya P+ na N+ yanapangwa kwa njia mbadala nyuma kuunda makutano ya PN ya ndani, na elektrodi chanya na hasi zimeunganishwa kwa njia ya kuingiliana.
Hasara kuu zinazoshughulikiwa: kivuli cha elektrodi ya mbele.
Vipengele vya mnyororo wa ugavi: mbele safi (hakuna gridi) na ufanisi wa juu, lakini mchakato mgumu, changamoto kubwa za mavuno na vizuizi vingi vya hati miliki. Inafaa soko la juu la usambazaji.
Muhtasari wa ramani ya upotezaji wa ufanisi
| Aina ya upotezaji | Kanuni | PERC | TOPCon | HJT | BC |
|---|---|---|---|---|---|
| Upotezaji wa kunyonya | Fotoni hupita/kuakisi | Uakisi wa nyuma umeboreshwa | Sawa | Sawa | Hakuna kivuli cha mbele |
| Upotezaji wa joto | Nishati ya ziada ya fotoni za nishati ya juu inakuwa joto | Sawa (inategemea bandgap, ngumu kubadilisha kwa njia) | Sawa | Sawa | Sawa |
| Muunganisho wa uso | Kasoro za uso hunasa wabebaji | Uzuiaji wa mbele | Mbele + nyuma | Uzuiaji bora wa pande mbili | Inategemea substrate |
| Muunganisho wa mawasiliano | Muunganisho kwenye mawasiliano ya chuma | — | Oksidi ya handaki | Kutengwa kwa silicon amofasi | Inategemea muundo |
| Upotezaji wa upinzani | Joto la njia ya sasa | Kiwango | Chini (mawasiliano ya polysilicon) | Inategemea ubora wa TCO | Njia ndefu ya nyuma |
| Upotezaji wa kivuli | Kivuli cha elektrodi ya mbele | Ndiyo | Ndiyo | Ndiyo | Karibu hakuna |
| Hasara ya joto | Kushuka kwa ufanisi kwenye joto la juu | Wastani | Bora | Bora | Bora |
Mwongozo wa Picha
Kielelezo 1: Ulinganisho wa P-type dhidi ya N-type
Safu ya kushoto (rangi za bluu): Wafer ya P-type, doping ya boroni, wabebaji wengi ni mashimo, uharibifu wa LID unaoonekana zaidi, teknolojia ya kiwakilishi PERC. Safu ya kulia (rangi za kijani): Wafer ya N-type, doping ya fosforasi, wabebaji wengi ni elektroni, muda mrefu zaidi wa maisha ya wabebaji wachache, teknolojia ya kiwakilishi TOPCon/HJT/BC. Tofauti ya msingi kati ya P-type na N-type iko katika kipengele cha doping na aina ya wabebaji wengi, na N-type inaweza kufikia ufanisi wa juu zaidi kutokana na muda mrefu wa maisha ya wabebaji pamoja na ulinzi wa hali ya juu.
Kielelezo 2: Ulinganisho wa sehemu ya msalaba ya PERC / TOPCon / HJT / BC
Safu nne, kila moja ikionyesha sehemu ya msalaba ya wima ya seli moja, na nafasi ya PN junction imewekwa alama na mduara wa mstari mwekundu. PERC na TOPCon zina PN junction mbele, HJT ina heterojunctions pande zote mbili, na BC ina PN junction nyuma kabisa. Usomaji wa mnyororo wa ugavi: tabaka nyingi zinamaanisha hatua nyingi za mchakato, hivyo changamoto kubwa za mavuno. HJT ina tabaka chache zaidi lakini hutumia filamu nyembamba za joto la chini, TOPCon ina idadi ya tabaka wastani iliyo karibu zaidi na mistari iliyopo, na BC ina muundo mgumu zaidi wa nyuma.
Kielelezo 3: Ramani ya upotevu wa ufanisi wa jua
Vita vya njia za teknolojia hasa vinahusu kuboresha upotevu katika pete ya pili na ya tatu. Hakuna teknolojia moja inayoweza kutatua upotevu wote kwa wakati mmoja. Usomaji wa mnyororo wa ugavi: unapolinganisha pengo la ufanisi kati ya teknolojia mbili, uliza wazi upotevu gani unatoka, kwa sababu hiyo huamua kama pengo ni halisi au ni matokeo ya maabara tu, na kama linashikilia chini ya hali tofauti kama joto la juu au mwanga dhaifu.
Maneno Muhimu katika Toleo Hili
| Neno | Kiingereza | Maelezo mafupi | Kwa nini mnyororo wa ugavi unapaswa kujua |
|---|---|---|---|
| PERC | Seli ya Emitter Iliyolindwa na Nyuma | Safu ya ulinzi imeongezwa nyuma ya seli ya P-type ili kupunguza muunganisho tena | Msingi mkubwa zaidi uliowekwa, mnyororo wa ugavi uliokomaa zaidi, uingizwaji rahisi zaidi |
| TOPCon | Mawasiliano yaliyopitishwa ya Oksidi ya Tunnel | Seli ya aina ya N inayotumia oksidi ya handaki kupunguza muunganisho wa mawasiliano | Njia kuu ya sasa ya aina ya N, angalia mavuno na unga wa fedha |
| HJT | Teknolojia ya Heterojunction | Heterojunction ya silicon fuwele-amofasi yenye upitishaji wa pande mbili | Uwezo wa ufanisi wa juu, uwekezaji mkubwa wa vifaa, angalia matumizi ya fedha na malengo |
| BC/IBC | Mawasiliano ya Nyuma / Mawasiliano ya Nyuma yaliyopishana | Elektrodi zimehamishwa kabisa nyuma ili kuondoa kivuli | Mchakato mgumu, changamoto ya mavuno, vikwazo vya hati miliki |
| Upitishaji | Upitishaji | Kufunika uso wa silicon na safu ya nyenzo ili kupunguza kasoro na muunganisho | Ubora wa upitishaji huamua uharibifu na maisha |
| Unga wa Fedha | Unga wa Fedha | Unga wenye fedha unaotumika kutengeneza mistari ya gridi ya elektrodi inayopitisha umeme | Bei ya fedha inaathiri gharama ya seli, matumizi ya fedha ya HJT ni lengo |
| LID | Uharibifu Unaosababishwa na Mwanga | Mwanga husababisha kushuka kwa ufanisi katika moduli za aina ya P | LID lazima izingatiwe katika dhamana ya moduli za aina ya P |
| LeTID | Uharibifu Unaosababishwa na Mwanga na Joto la Juu | Uharibifu wa mwanga pamoja na joto la juu, ambao aina ya N pia inaweza kuupata | Lengo la uharibifu kwa moduli za aina ya N |
Dhana Potofu za Kawaida
Dhana potofu 1: TOPCon ni PERC iliyoboreshwa tu. Uelewa sahihi: TOPCon hutumia wafa wa aina ya N (PERC hutumia aina ya P), na dhana ya muundo wa mawasiliano yenye upitishaji ni tofauti kabisa na PERC. Ingawa baadhi ya mistari ya PERC inaweza kuboreshwa hadi TOPCon, hizi ni vizazi viwili vya teknolojia.
Dhana potofu 2: HJT inaweza tayari kuchukua nafasi ya TOPCon kabisa. Uelewa sahihi: HJT ina ufanisi wa juu na joto la chini la mchakato, lakini uwekezaji mkubwa wa vifaa, matumizi makubwa ya unga wa fedha (takriban mara mbili ya TOPCon) na hitaji la malengo. Kila moja ina matukio na vikundi vya wateja vinavyofaa.
Dhana potofu 3: Teknolojia yenye ufanisi wa juu zaidi lazima iwe bora. Uelewa sahihi: lazima uangalie gharama ya jumla, ikijumuisha mavuno ya uzalishaji wa wingi, gharama ya nyenzo (hasa fedha na shabaha), uharibifu, mgawo wa joto, mwitikio wa mwanga hafifu na uthabiti wa usambazaji. Ufanisi uliokadiriwa ni kipimo kimoja tu cha tathmini ya kiufundi.
Dhana potofu 4: Moduli ya BC haina gridi za mbele, kwa hivyo ufanisi wake lazima uwe wa juu zaidi. Uelewa sahihi: BC huhamisha elektrodi nyuma, kuondoa hasara ya kivuli mbele, lakini mchakato wa nyuma ni mgumu zaidi na njia ya upinzani nyuma ni ndefu. Faida ya ufanisi wa BC iko wazi chini ya hali maalum, lakini sio bora katika kila hali.
Vipengele vya Kuzingatia Msururu wa Ugavi
Kuchagua njia ya teknolojia ni sawa na kuchagua uthabiti wa usambazaji kwa miaka 5-10 ijayo.
Uwezo na usambazaji: PERC ina uwezo mkubwa zaidi lakini inabadilishwa na TOPCon. Wakati wa kutathmini wauzaji, angalia sehemu yao ya uwezo wa N-type na maendeleo ya kuongeza kasi.
Utegemezi wa fedha: fedha ni gharama ya pili kwa ukubwa kwenye seli baada ya wafa. Matumizi ya fedha ya HJT ni kizuizi cha gharama ambacho tasnia inaangalia (fedha ya joto la chini ni ghali zaidi).
Uharibifu na dhamana: Moduli za N-type kwa ujumla huharibika kidogo kuliko P-type, lakini utendaji wa LeTID hutofautiana kati ya watengenezaji. Katika mazungumzo ya dhamana, pata curve maalum ya uharibifu.
Ulinganishaji wa vipuri: moduli za uingizwaji lazima zilingane na njia asili ya teknolojia na vigezo vya kundi. Kuunganisha moduli zilizo na miundo tofauti ya makutano ya PN kwa mfululizo husababisha hasara ya kutolingana.
Hatari ya hataza: Hataza za teknolojia ya BC zimejikita katika kampuni chache, kwa hivyo uingizwaji wa ndani na soko la vipuri kwa msururu wa ugavi linaweza kuwa mdogo.
Ujumbe wa msururu wa ugavi: kuchagua njia ya teknolojia ya moduli sio tu juu ya ufanisi na bei ya leo, bali utabiri wa uthabiti wa usambazaji na upatikanaji wa vipuri kwa miaka 25 ijayo. TOPCon kwa sasa ni chaguo la 'uhakika wa juu', HJT ni chaguo la 'uwezo wa juu wa siku zijazo', na BC ni chaguo la 'thamani ya juu katika hali maalum'.
Chukua kwa Sentensi Moja
PERC hutengeneza nyuma, TOPCon hutengeneza mguso, HJT hutengeneza kiolesura, na BC hutengeneza kivuli. Mantiki ya msingi ya ushindani kati ya teknolojia hizi nne ni kurekebisha sehemu tofauti kwenye ramani ya hasara ya ufanisi, na uamuzi wako wa ununuzi ni usawazishaji wa malengo mengi kati ya ukomavu, gharama, ufanisi na usalama wa usambazaji.
Maoni ya Ooitech
Ooitech anaamini: PERC, TOPCon, HJT na BC si mbio za nambari moja ya ufanisi, bali ni mabaka manne tofauti kwenye ramani ya upotevu wa ufanisi, na chaguo la busara ni lile linalosawazisha ukomavu, gharama, ufanisi na usalama wa ugavi wa muda mrefu.
