Moduł słoneczny M10 MBB, N-Tpye TopCon 108 420 W-435 W

Ogniwa słoneczne TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) to wysokowydajna technologia fotowoltaiczna, która stanowi znaczny postęp w porównaniu z konwencjonalnymi konstrukcjami ogniw słonecznych.Konstrukcja ogniwa TOPCon obejmuje tunelową warstwę tlenku umieszczoną pomiędzy cienką krzemową warstwą kontaktową a warstwą emitera.Tunelowa warstwa tlenku zapewnia ścieżkę o niskim oporze dla nośników ładunku podczas przenoszenia z krzemowej warstwy kontaktowej do warstwy emitera, poprawiając w ten sposób efektywność konwersji energii.

Podstawowa struktura ogniwa słonecznego TOPCon składa się z podłoża krzemowego typu p pokrytego cienką warstwą krzemu typu n.Następnie następuje cienka warstwa tlenku tunelowego, zwykle o grubości mniejszej niż 5 nanometrów.Na wierzchu warstwy tlenku tunelu znajduje się warstwa domieszkowana typu n, która tworzy emiter ogniwa słonecznego.Na koniec na przedniej powierzchni ogniwa umieszcza się metalową siatkę kontaktową, która zbiera wytworzone nośniki ładunku.

Jedną z głównych zalet ogniw słonecznych TOPCon jest wysoka jakość pasywacji tlenku tunelowego.Masa ta skutkuje mniejszą liczbą miejsc rekombinacji dla wzbudzonych nośników ładunku, zmniejszając straty energii i zwiększając wydajność.Ponadto ścieżka o niskim oporze zapewniana przez tunelową warstwę tlenku umożliwia efektywny transport nośnika z krzemowej warstwy kontaktowej do emitera, co dodatkowo poprawia wydajność.

Kolejną zaletą technologii TOPCon jest brak pól powierzchni czołowej.Konwencjonalne ogniwa słoneczne często zawierają silnie domieszkowane obszary na przedniej powierzchni, aby ułatwić przenoszenie nośników ładunku, co powoduje utratę wydajności.Konstrukcja TOPCon eliminuje ten problem, ułatwiając transport nośnika przez tlenek tunelu, poprawiając w ten sposób wydajność.

Pod względem wydajności ogniwa słoneczne TOPCon osiągnęły rekordową na świecie wydajność konwersji wynoszącą 25,0% w środowisku laboratoryjnym, w porównaniu z najwyższą wydajnością wynoszącą 23,4% w przypadku konwencjonalnych krzemowych ogniw słonecznych.Ta poprawa wydajności przekłada się na zwiększoną produkcję energii i obniżone koszty energii słonecznej.

Ogniwa słoneczne TOPCon charakteryzują się także większą trwałością i stabilnością.Tunelowa warstwa tlenku skutecznie pasywuje powierzchnię krzemu, zmniejszając w ten sposób degradację żywotności nośnika w czasie.Skutkuje to dłuższą żywotnością i niższymi kosztami konserwacji w porównaniu z konwencjonalnymi konstrukcjami ogniw słonecznych.

Jednym z głównych wyzwań projektu TOPCon była dodatkowa złożoność związana z wytwarzaniem warstwy tlenku tunelu.Proces ten może być droższy i bardziej czasochłonny niż produkcja tradycyjnych konstrukcji ogniw słonecznych.Jednakże potencjał zwiększenia wydajności i obniżonych kosztów konserwacji sprawia, że ​​technologia ta jest atrakcyjną opcją w przypadku produkcji ogniw słonecznych na dużą skalę.

Ogólnie rzecz biorąc, ogniwa słoneczne TOPCon stanowią ważny postęp w technologii fotowoltaicznej, oferując wiele korzyści w zakresie wydajności, trwałości i stabilności.Ponieważ koszty produkcji stale spadają, a wydajność wzrasta, ogniwa słoneczne TOPCon mogą stać się coraz bardziej powszechną i pożądaną opcją wytwarzania energii słonecznej.