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钝化接触太阳能电池结构示意图
前表面与常规N型太阳能电池或N-PERT太阳能电池没有本质区别,主要区别在于背面。硅片背面采用硝酸湿法氧化出一层1.4 nm左右的极薄氧化硅层,并利用PECVD在氧化层表面沉积一层20 nm厚的磷掺杂的微晶非晶混合Si薄膜。钝化性能需通过后续退火过程激活,Si薄膜在该退火过程中结晶性发生变化,由微晶非晶混合相转变为多晶。在850 °C的退火温度下退火,iVoc > 710 mV, J0在9-13 fA/cm2,显示了钝化接触结构优异的钝化性能。目前N型前结钝化接触太阳能电池世界纪录(25.8%)由该研究所保持。2014年,Feldmann等通过改善金属接触面积和降低接触损失,将电池的Voc提升至715.1 mV,取得24.4%的转换效率;2015年,Fraunhofer-ISE将电池背面TOPCon结构的J0降到7 fA/cm2,同时将电池效率提升至25.1%;2017年,Richter和Feldmann等探究不同硅片厚度及电阻率对TOPCon电池效率的影响,在4cm2大小,电阻率为1 Ωocm,厚度为200 μm的FZ硅片上取得了25.8%的前结世界效率记录。
德国ISFH在2019年Silicon PV的报告会上基于载流子选择性的概念从理论上对不同结构太阳能电池的理论效率极限做了细致的分析,结论是钝化接触电池(例如TOPCon电池)具有更加高的效率极限(28.2%~28.7%),高于HJT的27.5%极限效率,同时也远远高于PERC电池(24.5%),最接近晶体硅太阳能电池理论极限效率(29.43%)。
在企业方面的进展,如下图。
产业界研究与量产进展 来源:PVInfoLink
PV InfoLink 首席分析师林嫣容表示,TOPCon仍是天合、中来、林洋等原有厂商为主,应该不会有新进厂家。她认为,N型产品仍是较小众的市场,且未来1-2年相当聚焦于中东大型项目。
当前PERC占据性价比绝对优势,推迟TOPCon和HJT大规模推广时间。
N型TOPCon提效方向
英利的研究方向:
而影响成本的因素主要在于:
P型TOPCon可行?
除了N型TOPCon,不少机构也对P型TOPCon进行研究。
Fraunhofer-ISE也进行P型钝化接触电池的研究, P型钝化接触电池有前表面场 (FSF) 和没有FSF的效率分别为24.3%与23.9%。双面采用钝化接触结构的P型Si太阳能电池效率为19.2%。
ISFH研究的钝化接触太阳能电池命名为POLO (Poly Si on Oxide)太阳能电池。该研究所对POLO太阳能电池的钝化机理,载流子输运机理以及表征做了非常深入的研究。该研究所的研究表明采用氧化硅作为钝化层+多晶硅作为载流子选择性接触材料,是能取得潜在最高效率的组合。2016年,ISFH制备的N型POLO-IBC太阳能电池效率达到24.25%,Voc为727.1 mV;2018年其制备的P型POLO IBC太阳能电池效率则高达26.1%,是目前P型太阳能电池的世界纪录效率。
中科院微电子所贾锐博士认为,P型TOPCon太阳电池,具有良好的产业前景。
他分析,与现有p型太阳电池的诸多生产工艺兼容,较低的生产设备投入,简单的生产制程,相比N型TOPCon,具有较低的成本。相对于N型TOPCon结构,P型TOPCon没有形成价带阶,这样的结构有利于空穴的输运,掺杂浓度提升,开路电压/短路电流提升。贾锐分析,P型TOPCon太阳电池的运输机制比较复杂:隧穿、热电子发射、pinhole都对输运有着影响。
TOPCon的春天来了?
PV InfoLink 数据显示,TOPCon国产设备还未尽然成熟,与PERC相比,成本仍处于较高水平。N型产能,每年仅是微幅扩张。
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美国白宫4月9日表示,由于中国未撤回关税反制措施,从美国东部时间9日起,将对来自中国的商品加征50%的关税,使得中国商品的总关税税率达到104%,这是中美贸易战爆发以来最严厉的一次制裁。而这对于光伏行业而言,已屡见不鲜。当中国光伏产品凭借强大的竞争力横扫70%市场份额时,海外市场出于竞争压力
根据TrendForce集邦咨询新能源研究中心4月9日最新报价,N型复投料主流成交价格为41元/KG;N型致密料主流成交价格为40元/KG;N型颗粒硅报价为38元/KG,企稳不变。本周N型182单晶硅片最新人民币价格下跌至1.25元/片,跌幅为1.57%;N型210单晶硅片人民币价格为1.55元/片;N型210R单晶硅片最新报价为1.5元/
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4月7日,集邦咨询发布(2025年3月26日~4月2日)最新一周光伏产业链价格,详情见下:根据TrendForce集邦咨询新能源研究中心4月2日最新报价,N型复投料人民币价格为RMB41/KG,N型致密料人民币价格为RMB40/KG。N型颗粒硅人民币价格为RMB38/KG。非中国区多晶硅料美金价格保持在US$19KG。M10单晶硅片人民币
日前,印度光伏制造商WaareeEnergies在古吉拉特邦Chikhli的5.4GW太阳能电池超级工厂正式投产,这一项目成为印度迄今为止规模最大的光伏电池生产基地。据悉,Waaree分两阶段投产了位于Chikli的工厂,涵盖PERC和TOPCon技术。该公司今年1月已投产1.4GW单晶PERC产能,2月,其首席执行官AmitPaithankar表示
4月3日,集邦新能源发布最新光伏产业链价格。硅料本周N型复投料主流成交价格为41元/KG,N型致密料的主流成交价格为40元/KG;N型颗粒硅主流成交价格为38元/KG。交易状况:硅料成交量偏低,下游观望情绪延续,但考量到下游需求仍有支撑,故交易量暂有保障。供给动态:预计4月多晶硅产量约10.3万吨,整体
本周N型硅片价格上涨,其中N型G10L单晶硅片(182*183.75mm/130μm/256mm)成交均价在1.28元/片,周环比涨幅6.67%;N型G12R单晶硅片(182*210mm/130μm)成交均价在1.54元/片,周环比涨幅6.21%;N型G12单晶硅片(210*210mm/150μm)成交均价在1.59元/片,周环比涨幅2.58%。本周市场成交较为活跃,硅片价格上涨
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