Globalna fotovoltaična industrija ima pomemben dosežek, ki ga lahko proslavi s tem dosežkom družbe JinkoSolar skupaj z njihovimi partnerji in raziskovalnimi ustanovami, s postavitvijo prvega certificiranega svetovnega rekorda za učinkovitost sončnih celic-v industrijskem obsegu. Svetovni rekord je rezultat ene sončne celice TOPCon velikosti M10, ki jo je razvilo osebje podjetja JinkoSolar in je certificirano, da ima največjo učinkovitost pretvorbe energije 26,66 %. Zato dosežena učinkovitost omogoča podjetju, da zapolni vrzel v učinkovitosti, doseženi z -masirno proizvedenimi izdelki, in teoretičnim maksimumom.
Poleg tega je bil razvoj te celice neodvisno preizkušen in preverjen s strani akreditiranega preskusnega laboratorija na Kitajskem, kar je privedlo do najvišje poročane vrednosti učinkovitosti do sedaj na sončni celici TOPCon v industrijskem obsegu, kar je omogočilo trženje visoko-učinkovitih solarnih tehnologij.
Odličnost sodelovanja: od laboratorija do tovarne
Nova rekorder{0}}naprava je bila ustvarjena s partnerstvom raziskovalcev iz JinkoSolar in Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) v okviru Kitajske akademije znanosti ter z raziskovalci z univerze Soochow in kitajske univerze Jiliang.
Tehnični vidiki inovacije so bili dokumentirani v Nature Energy v članku z naslovom »Dvo-stranska električna izboljšava omogoča učinkovite industrijske tunelske oksidne pasivne kontaktne silicijeve sončne celice«, ki so ga napisali Zhenhai Yang et al., s profesorjem Jichun Yeom kot ustreznim avtorjem.
Tehnične inovacije: dvostranska-strategija izboljšave
Raziskovalna skupina je uporabila rezino M10 z učinkovito površino313,3 cm², popolnoma skladen s sodobnimi industrijskimi proizvodnimi standardi, ki zagotavljajo neposredno prenosljivost doseženih rezultatov v proizvodna okolja.
Osrednji preboj je v celoviti dvojni -strategiji električne optimizacije, ki obravnava dolgotrajne omejitve v arhitekturi celic TOPCon.
Na sprednji strani, so izvajali raziskovalcivisoko{0}}odporni-borovi oddajniki(približno 430 Ω/sq) v kombinaciji z optimizirano zasnovo mreže. Ta pristop znatno izboljša površinsko pasivacijo z zmanjšanjem koncentracije aktivnega bora in globine difuzije, s čimer se zmanjša Augerjeva rekombinacija s silicijevim substratom. Okrepljeno pasivacijo dokazuje podaljšanje efektivne življenjske dobe manjšinskega nosilca z 0,70 ms na 1,12 ms in zmanjšanje gostote rekombinacijskega toka s ~9 fA/cm² na ~5 fA/cm².
Da bi nadomestili povečan kontaktni upor, povezan z oddajniki z visoko-plo-odpornostjo, je ekipa optimizirala zasnovo sprednje mreže in zmanjšala razmik prstov s 1120 μm na približno825 μmin zožitev širine prsta s ~20 μm na ~10 μm. Ta optimizacija ne le kompenzira izgube pri transportu nosilca, ampak tudi zmanjša optično senčenje in porabo srebrne paste.
Na zadnji strani, je ekipa predstavila romandvoslojna tunelska oksidna/polisilicijeva strukturazasnovan za ublažitev razgradnje-povzročene z metalizacijo. Transmisijska elektronska mikroskopija in analiza energijsko disperzivne spektroskopije sta razkrili, da v običajnih eno-plastnih vzorcih atomi srebra popolnoma predrejo plast polisilicija in se infiltrirajo v silicijev substrat. V nasprotju s tem dvo{4}}slojna struktura učinkovito blokira difuzijo srebra-zunanja plast polisilicija prepreči večino prodiranja srebra, medtem ko notranja oksidna plast nadalje preprečuje, da bi srebro vdrlo v podlago.
Notranja polisilikonska plast sončne celice ima večjo stopnjo kristaliničnosti, kot tudi zmanjšano gostoto mej zrn. Poleg tega zunanja ali amorfna plast sončne celice zagotavlja nadzorovan difuzijski kanal za srebro za spreminjanje površinske strukture sončne celice, kar omogoča tvorbo "ohmskih" kontaktov. Te inovativne spremembe v zasnovi sončne celice so podaljšale njeno efektivno življenjsko dobo manjšinskega nosilca (s 3,54 ms na 5,87 ms) in povečale implicirano napetost odprtega -vezja (s 752 mV na 757 mV).
Rekordne-meritve uspešnosti
V standardnih preskusnih pogojih je sončna celica TOPCon velikosti M10 dosegla izjemne meritve delovanja:
Učinkovitost pretvorbe moči: 26.66%
Napetost-odprtega tokokroga (Voc):744,6 mV
Faktor polnjenja (FF): 85.57%
Tok-kratkega stika:13,109 mA
Po besedah profesorja Yeja, glavnega avtorja študije, je "naprava dosegla83,8 % teoretične meje učinkovitosti, ki presega običajne sončne celice TOPCon". To predstavlja znatno izboljšanje v primerjavi z 91,6-odstotno relativno električno zmogljivostjo prejšnjih celic TOPCon in se približuje ravni najnaprednejše tehnologije silicijevih heterospojnic.
Izboljšana dvostranskost za-zmogljivost v resničnem svetu
Pomembna novost je lokalno tanjšanje zadnje plasti polisilicija v ne-metaliziranih predelih celic. Ekipa je lahko povečala kvantno učinkovitost celice, ko je bila osvetljena od zadaj, tako da je zmanjšala debelino polisilicija v teh regijah s 100 nm na 40 nm.
Eksperimentalni podatki so pokazali, da tanjšanje polisilicija povzroči povečanje gostote toka kratkega stika za 2,88 mA/cm², ko je celica osvetljena od zadaj. Optične simulacije so pokazale, da se za vsakih 10 nm zmanjšanja debeline polisilicija parazitske absorpcijske izgube zmanjšajo za približno 0,40 mA/cm², učinkovita absorpcija v silicijevem substratu pa se poveča za približno 0,32 mA/cm².
Posledično se je bifacialnost celice povečala s 83,4 % na 88,3 %, kar je znatno povečalo potencialni izkoristek energije v dejanskih situacijah, kjer zbiranje-zadnje stranske svetlobe prispeva k skupni količini proizvedene moči.
Načrt do 28 % in naprej
Da bi nadgradil ta rekord, je JinkoSolar še naprej vodilni v tehnologiji TOPCon, saj so postavili svetovni rekord-v laboratorijskem merilu sončne celice TOPCon z učinkovitostjo 27,02 %, ki jo je preveril NPVM na Kitajskem. JinkoSolar je z najnovejšim modulom TOPCon, ki ga je certificiral TÜV SÜD, lahko dosegel tudi največjo učinkovitost pretvorbe energije 25,58 %. Za spodbujanje razvoja svoje tehnologije je JinkoSolar razvil dolgoročni-tehnološki načrt. JinkoSolar je v svoji najnovejši beli knjigi javno izjavil, da pričakuje, da bo do leta 2028 presegel prag 28-odstotne učinkovitosti, in pričakuje, da bo še naprej razvijal tehnologijo TOPCon ter ohranil vodilni položaj v proizvodnji in proizvodnji visoko{9}}učinkovitih fotonapetostnih modulov.
Posledice za industrijo
Trenutno vlada tehnologija TOPCon70% tržni deležv svetovni fotovoltaični industriji, ki ju vodita njena stroškovna-učinkovitost in združljivost z obstoječimi proizvodnimi procesi. Ta najnovejši preboj v učinkovitosti dokazuje, da imajo industrijske -celice TOPCon še veliko prostora za izboljšave, izpodbijanje predpostavk o zrelosti tehnologije in razširitev časovnega načrta za sončne celice-na osnovi silicija.
Dosežek zagotavlja izvedljivo tehnično pot za zmanjševanje vrzeli med industrijsko proizvodnjo in teoretičnimi omejitvami učinkovitosti, kar dodatno krepi konkurenčni položaj TOPCona na svetovnem solarnem trgu. Ker industrija še naprej zahteva večjo učinkovitost in nižje izravnane stroške električne energije, imajo takšne inovacije ključno vlogo pri pospeševanju globalnega energetskega prehoda.
