Canadian Solar була однією з перших компаній, яка впровадила технології фотоелектричних елементів і модулів, які згодом стали основними в галузі, зокрема, такі як двосторонні модулі (ще в 2010 році), модулі з великоформатними пластинами (до 210 мм), а сьогодні — елементи N-типу та високоефективні модулі. З 2019 року компанія CSI Solar розробляє технології з тонким шаром оксиду між металевими контактами і пластиною “TOPCon” (Tunnel Oxide Passivated Contacts — Тунельні оксидні пасивовані контакти) N-типу, а наразі виводить на ринок диверсифіковане портфоліо модулів TOPCon з елементами довжиною 182 мм та 210 мм, інкапсульованими одним або двома шарами скла, та у варіантах з різними розмірами модулів і вихідною потужністю для задоволення потреб різноманітних сценаріїв застосування.
Кремній N-типу — це тип напівпровідникового матеріалу, який має інші легуючі характеристики, ніж широко використовуваний кремній P-типу. Кремній N-типу має низку переваг, зокрема, меншу чутливість до світло-індукованої деградації (LID, light-induced degradation) та кращі температурні коефіцієнти, що означає вищу потужність і більш тривалий термін експлуатації.
На відміну від цього, в технології TopCon застосовано тонший шар оксиду кремнію для пасивації поверхонь сонячних елементів, що дає змогу зменшити рекомбінацію носіїв і підвищити загальну ефективність. Ця технологія допомагає досягати більш високих значень коефіцієнту корисної дії (ККД) перетворення енергії завдяки мінімізації її втрат.
Комбінація з кремнієвими пластинами N-типу призводить до досягнення орієнтовної верхньої межі ККД елементів TOPCon 28,7%, що вище, ніж ККД елементів PERC з пасивованою задньою стороною, який становить приблизно 24,5%. Розробка продуктів TOPCon більш сумісна з наявними виробничими лініями для елементів PERC, що призводить до кращого балансу витрат на виробництво та більш високої ефективності модулів. Очікується, що в найближчі роки TOPCon стане основною технологією.
Фотоелектричний елемент переважно складається з двох шарів: базового шару і верхнього шару. При легуванні Р-типу в якості допантів (легуючих домішок) застосовуються бор і галій. Кожна з зовнішніх орбіталей цих елементів містить три електрони. Ці елементи, будучи вбудованими в кристалічну решітку кремнію, генерують «дірки» у валентній зоні атомів кремнію. Внаслідок цього електрони валентної зони стають рухливими, при цьому дірки рухаються в напрямку, протилежному до напрямку руху електронів. Мігрувати можуть лише позитивні заряди, оскільки допант (легуюча домішка) закріплений у кристалічній решітці. Ці напівпровідники називаються напівпровідниками “P-типу” (або “з провідністю P-типу” чи “з легуванням P-типу”), оскільки вони мають позитивні дірки.
Сонячні елементи N-типу мають дещо іншу конструкцію порівняно з традиційними сонячними елементами P-типу. Основна відмінність полягає в легуванні напівпровідникового матеріалу, який використовується в елементі.
Нижче наведено загальний огляд конструкції сонячного елементу N-типу:
Важливо зазначити, що самі деталі конструкції та конкретні конструкції елементів можуть відрізнятися у різних виробників. Наведений вище опис дає загальне уявлення про процес проєктування сонячних елементів N-типу.
Структура сумісна з пластинами як P-типу, так і N-типу та теоретично може бути застосована на будь-якій стороні пластини. Проте якщо легований полікристал використовується на передньому боці, це призводить до більших втрат поглинанням, оскільки полікристалічний кремній має таку ж ширину забороненої зони, як і кристалічний кремній. Хоча існують способи усунення втрат внаслідок небажаного поглинання, вони поки що не підходять для серійного виробництва, оскільки вимагають застосування складних процесів виготовлення маски і травлення. Через це галузевий термін «пасивовані контакти» переважно використовується для позначення технічної конструкції задньої сторони.
Значна частина підприємств галузі також постійно використовує пасивовані контакти на задній стороні пластин N-типу, хоча дослідники паралельно працюють над розробкою елементів P-типу з пасивованими контактами. Однією з таких дослідницьких установ є німецький Інститут дослідження сонячної енергії ISFH, який нещодавно опублікував свій метод.
Гетероперехідні сонячні елементи поєднують дві різні технології в одному елементі: елемент з кристалічного кремнію в сендвіч-структурі між двома шарами аморфного кремнію у вигляді “тонкого шару”. Таке розташування дає змогу легко досягати підвищення ефективності панелей та отримувати більше енергії порівняно зі звичайними сонячними панелями. Найпоширенішим типом сонячної панелі є панель, виготовлена з кристалічного кремнію, причому як з монокристалічного, так і полікристалічного. Аморфний кремній — це кремній у вигляді тонкого шару, який, на відміну від кристалічного кремнію, не має жодної регулярної кристалічної структури. Замість цього атоми розташовані хаотично. Через це виробництво цього типу сонячного елементу є менш витратним.
Таким чином, двома важливими перевагами є нижчі витрати і гнучкість щодо типу матеріалу, на який може бути нанесений аморфний кремній. У гетероперехідному сонячному елементі звичайна пластина з кристалічного кремнію має аморфний кремній, який нанесений на її передню й задню поверхні. В результаті ми маємо пару тонких сонячних шарів, що поглинає додаткові фотони, які інакше не захопила б розташована всередині пластина з кристалічного кремнію. Концепцію виробництва HJT розробила компанія SANYO Electric у 80-х роках 20 століття (SANYO стала частиною компанії Panasonic у 2009 році). SANYO була першою компанією, яка розпочала комерційне виробництво сонячних елементів на основі аморфного кремнію. Гетероперехідна сонячна технологія використовує переваги цієї концепції, за якою сонячна панель будується з трьох різних шарів фотоелектричного матеріалу.
Верхній і нижній шари виготовлені з аморфних сонячних елементів у вигляді тонкої плівки, тоді як середній шар — це кристалічний сонячний елемент. Тонкий шар кремнію зверху вловлює певну частину сонячного світла, перш ніж воно потрапить на кристалічний шар, а також поглинає ту частину сонячного світла, яка відбивається від нижніх шарів. Він дуже тонкий, тому більша частина сонячного світла проходить безпосередньо крізь нього, а сонячне світло, яке проходить крізь середню частину, тобто через кристалічний шар, поглинає тонкий аморфний шар, що знаходиться під ним. Завдяки панелі у вигляді сендвіча з трьох різних фотоелектричних шарів, так званого гетероперехідного сонячного елементу, можна досягти коефіцієнта корисної дії (ККД) 21% і більше. Цю величину можна порівняти з ККД панелей, в яких застосовуються інші технології для досягнення високої потужності.
Компанія Solarity забезпечує достатню кількість модулів Topcon N-типу, що знаходиться на складі. Наразі компанія Solarity може постачати на ринок двосторонні модулі TopCon потужністю 565 Вт, оскільки цей продукт користується найбільшим попитом на ринку в цьому класі потужності. Незабаром у компанії Solarity з’являться також модулі TopCon з вищим класом потужності для проектів C&I, як звичайного, так і двостороннього типу. Клас потужності становитиме 656 Вт і більше, оскільки компанія Canadian Solar надасть модулі потужністю до 690 Вт.
Aвтор: Ahmad Al Azzam, Technical Support Jordan
Підпишіться на нашу розсилку
щоб не пропустити жодної новини!
Cookie | Тривалість | опис |
---|---|---|
cookielawinfo-checkbox-advertisement | 1 рік | Встановлюється плагіном GDPR Cookie Consent та використовується для запису згоди користувача на файли cookie в категорії «Реклама». |
cookielawinfo-checkbox-analytics | 11 місяців | Встановлюється плагіном GDPR Cookie Consent та використовується для зберігання згоди користувача на файли cookie в категорії «Аналітика». |
cookielawinfo-checkbox-functional | 11 місяців | Встановлюються GDPR Cookie Consent для запису згоди користувача на файли cookie в категорії «Функціональні». |
cookielawinfo-checkbox-others | 11 місяців | Встановлюється плагіном GDPR Cookie Consent для зберігання згоди користувача на використання файлів cookie в категорії «Інше». |
cookielawinfo-checkbox-performance | 11 місяців | Встановлюється плагіном GDPR Cookie Consent для зберігання згоди користувача на файли cookie в категорії «Ефективність». |
cookielawinfo-чекбокс-необхідний | 11 місяців | Встановлюється плагіном GDPR Cookie Consent для збереження згоди користувача на використання файлів cookie в категорії «Потрібні». |
elementor | ніколи | Використовується WordPress-темою на вебсайті. Дозволяє власнику вебсайту завантажувати або змінювати його вміст в режимі реального часу. |
viewed_cookie_policy | 11 місяців | Встановлюється плагіном GDPR Cookie Consent і використовується для збереження того, чи дав користувач згоду на використання файлів cookie. Не зберігає жодних персональних даних. |
Cookie | Тривалість | опис |
---|---|---|
_ga | 2 роки | Файл cookie _ga, встановлений Google Analytics, обчислює дані про відвідувачів, сеанси та кампанії, а також відстежує використання сайту для аналітичного звіту. Файл cookie зберігає анонімну інформацію та призначає випадково згенерований номер для розпізнавання унікальних відвідувачів. |
_gat_UA-34884409-1 | 1 хвилина | Різновид файлу cookie _gat, встановленого Google Analytics і Менеджером тегів Google, щоб дозволяє власникам вебсайтів відстежувати поведінку відвідувачів і вимірювати ефективність сайту. Елемент шаблону в назві містить унікальний ідентифікаційний номер облікового запису або вебсайту, до якого він належить. |
_gid | 1 день | Файл cookie _gid встановлюється Google Analytics. Він зберігає інформацію про те, як відвідувачі використовують вебсайт, а також створює аналітичний звіт про ефективність вебсайту. Деякі зібрані дані включають кількість відвідувачів, їх джерело та сторінки, які вони відвідують анонімно. |
Cookie | Тривалість | опис |
---|---|---|
__wpdm_client | сеанс | Технічний файл cookie, який синхронізує вебсайт і CMS. Використовується для оновлення. |
CookieLawInfoConsent | 1 рік | Використовуються для зберігання підсумку згоди, наданої на використання файлів cookie. Не зберігає жодних персональних даних. |
prism_252130139 | 1 місяць | Використовується Cloudflare Content Delivery Network. |