تحكم تقنية PERC (الاتصال الخلفي للباعث الخامل) الطاقة الشمسية صناعة لفترة طويلة. في حين أن الكفاءة النظرية تبلغ حوالي 24 ٪ ، إلا أن تقنية PERC لا تزال غير موجودة لأنها تؤدي إلى فقدان إعادة التركيب بسبب ملامسة المعدن. لهذا السبب ، ظلت تقنية الاتصال الخاملة في صدارة التحقيقات في الخلايا الكهروضوئية لعدة سنوات. ضمن هذا المجال التكنولوجي ، يبدو أن هناك منافسًا كبيرًا - الخلايا الشمسية TOPCon (ملامس أكسيد النفق).
TOPCon هي تقنية متقدمة لخلايا السيليكون من النوع N تساعد على تخفيف خسائر إعادة التركيب والزيادة الخلية كفاءة. لذا ، فليس من المستغرب أن تخلق هذه التكنولوجيا ضجة كبيرة في طاقة متجددة الصناعة.
فيما يلي دليل كامل لمساعدة الشركات على فهم خصوصيات وعموميات خلايا TOPCon الشمسية ، وكيف يمكنها إحداث ثورة في توليد الطاقة الشمسية.
جدول المحتويات
ملخص السوق العالمي للخلايا الشمسية
التكنولوجيا وراء الخلايا الشمسية TOPCon
الخلايا الشمسية TOPCon: الفوائد الأكبر
وفي الختام
ملخص السوق العالمي للخلايا الشمسية
يشهد سوق الخلايا الشمسية جر هائل في جميع أنحاء العالم ، وقد يصل إلى معدل نمو سنوي مركب أو معدل نمو سنوي مركب قدره 17.72٪ بين 2022 و 2030. في عام 2021 ، كان سوق الخلايا الشمسية حوالي 85 مليار دولار ؛ بحلول عام 2030 من المتوقع أن يتجاوز 369 مليار دولار.
هذه الأرقام مثيرة للإعجاب بسبب زيادة المخاوف بشأن زيادة بصمة الكربون في جميع أنحاء العالم في مختلف القطاعات الاقتصادية. في السنوات السبع المقبلة ، من المتوقع أن يرتفع الطلب بسبب زيادة الحاجة إلى مصادر نظيفة وصديقة للبيئة ويمكن الاعتماد عليها والتي ستقلل بشكل كبير الاعتماد على الوقود الأحفوري.
وباختصار، فإن الخلايا الشمسية يتنافس السوق حاليًا مع أنواع الوقود الأخرى نظرًا لفعاليته من حيث التكلفة. المحرك الرئيسي الآخر لهذا السوق هو الاستثمارات المتزايدة في مصادر الطاقة المتجددة للكهرباء ، والحوافز الحكومية مثل التعريفات والإعفاءات الضريبية وما إلى ذلك ، التي تشجع الاستثمارات.
التكنولوجيا وراء الخلايا الشمسية TOPCon
قبل أن نحاول فهم التكنولوجيا وراء TOPCon الخلايا الشمسية، دعنا نلقي نظرة سريعة على تقنية PERC - حيث أن المخطط العام للخلية الشمسية PERC و TOPCon متشابهان تمامًا.
تتميز خلايا PERC الشمسية بطبقة تخميل عازلة إضافية في الجزء الخلفي من الخلية والتي تلتقط المزيد من أشعة الشمس ، مما يعكسها في الخلية الشمسية لتحويلها إلى كهرباء لزيادة الكفاءة. هناك نوعان من الخلايا الشمسية PERC: نوع و P.
يكمن الاختلاف الأساسي بين خلية PERC من النوع p و n من النوع n في الذرات التي يتم تخليط رقاقة السيليكون بها ، مما يؤثر على عدد إلكتروناتها. في خلايا P-type PERC ، يكون ملف السيليكون الطبقة مخدرة بالبورون ، مما يعني وجود عجز في إلكترون واحد ، مما يجعل الخلية مشحونة إيجابياً. من ناحية أخرى ، فإن خلايا PERC من النوع n مخدرة بالفوسفور ، مما يعني إلكترونًا إضافيًا ، مما يجعلها سالبة الشحنة. باختصار ، عادةً ما تكون خلايا PERC من النوع n أكثر كفاءة من الخلايا من النوع p.
الآن ، دعنا ننتقل إلى الخلايا الشمسية TOPCon.
تستخدم الخلايا الشمسية TOPCon طبقة أكسيد نفق نانو دقيقة وطبقة داخلية انتقائية انتقائية من البولي سيليكون في الخلف. أيضا ، كومة عازلة وطبقة مضادة للانعكاس تخمل الواجهة الأمامية. توفر هذه المكونات معًا تقنية اتصال التخميل عالية الكفاءة والمتطورة. تعمل طبقة السيليكون الرقيقة كطبقة تخميل السطح ، مما يتيح تعزيزًا ثنائي الاتجاه في أداء التخميل والتوصيل الكهربائي ، مما يقلل من إعادة التركيب تحت السطحي.
تشبه خلايا TOPCon الخلايا الشمسية n-PERC. ومن ثم ، على عكس التقنيات الجديدة المحتملة الأخرى ، PERC الحالية الخلايا الشمسية يمكن ترقيتها بسهولة إلى خلايا شمسية TOPCon عن طريق إضافة طبقة تخميل أكسيد النفق. تقلل هذه الترقية من التكلفة الإجمالية لتحسين كفاءة خطوط PERC الحالية وتوفر ابتكارات تكنولوجية محدثة.
الخلايا الشمسية TOPCon: الفوائد الأكبر
TOPCon هي تقنية خلايا شمسية واعدة يمكن أن تحل محل التقنيات الأخرى في الصناعة ، مثل PERC / PERT و HJT ، والتي تتقدم بسرعة نحو حد كفاءتها أو تأتي بتكاليف كبيرة طويلة الأجل. فيما يلي فائدتان حيويتان لخلايا TOPCon الشمسية التي يمكن أن تساعدها في أن تصبح سائدة في المستقبل القريب.
حد أعلى للكفاءة
توبكون الخلايا الشمسية أثبت أنه خيار جذاب حيث تتوق الشركات إلى تقنيات خلايا شمسية بديلة بتكاليف تصنيع منخفضة وإجراءات أقل تعقيدًا وإمكانات كفاءة أعلى.
تتميز الخلايا الشمسية TOPCon بالسيليكون من النوع N ، والذي يوفر كلاً من الكفاءة والثبات ، على عكس التقنيات الأخرى في صناعة الطاقة الشمسية مع مشاكل مثل ارتفاع LID و LeTID.
وجدت العديد من الدراسات أن الحد الأعلى للكفاءة النظرية لخلايا TOPCon الشمسية يتراوح بين 28.2 إلى 28.7٪. هذه الكفاءة أكبر بكثير من خلايا PERC التي تبلغ 24.5٪. وكفاءة أعلى تؤدي إلى المزيد طاقة الحصاد لكل وحدة مساحة.
عملية تصنيع قابلة للتكيف
كما ذكرنا سابقًا ، يشبه TOPCon نسخة معدلة من خلايا PERC. لذلك ، يمكن تصنيع الخلايا الشمسية TOPCon بسهولة عن طريق إضافة عدد قليل من العمليات الإضافية إلى عمليات التصنيع وخطوط الإنتاج PERC الناضجة جيدًا. هذا التوافق بين التقنيتين يعني أن اعتماد TOPCon التكنلوجيا يمكن الوصول إليه بشكل أكبر لأولئك الذين يستخدمون بالفعل خلايا PERC.
وفي الختام
توفر الخلايا الشمسية TOPCon مزيجًا من الكفاءة التي لا مثيل لها ، وتكاليف رأس المال المنخفضة نسبيًا ، والقدرة على التوافق مع معايير تصميم الوحدة الحالية بسهولة. في حين أن تقنيات الخلايا الشمسية من النوع n الأخرى مثل IBC و HJT موجودة ، فإنها تتطلب خطوط خلايا فريدة وتكاليف رأسمالية أعلى. ومن ثم ، TOPCon الخلايا الشمسية تستحق النظر ..
قامت العديد من شركات وحدات الطاقة الشمسية ، بما في ذلك LONGi و TrinaSolar ، بالفعل بتحديث خطوط الإنتاج الخاصة بها ، ويخطط المزيد للقيام بذلك قريبًا. لذلك ، يمكن أن تتوقع صناعة الطاقة المتجددة أن تنمو TOPCon وتصبح عالمية مثل تقنية PERC.
