지난 3~5년 동안 태양광 산업의 태양전지 기술은 급속히 업그레이드되고 반복되었으며 고효율 PERC 태양전지는 점차적으로 전통적인 전체 알루미늄 백필드 태양전지를 대체하고 차세대 "기존" 태양광이 되었습니다. 세포. 그렇다면 PERC 이후 다음 PV 기술 판매점은 어디로 갈까요?

패시베이션 접점 – PERC 이후 광전지 기술을 위한 또 다른 수단

최근 몇 년 동안 패시베이션 접촉 기술은 업계에서 연구 핫스팟이 되었습니다. 독일 프라운호퍼 태양에너지연구소(Fraunhofer ISE)가 개발한 TOPCon(TunnelOxide Passivated Contact) 기술은 부동태화 접점 중 하나이다.

TOPCon 태양전지 구조

TOPCon 기술은 배터리 뒷면에 초박형 터널링 산화물 층과 고농도로 도핑된 폴리실리콘의 얇은 층을 준비하여 함께 부동태화 접촉 구조를 형성합니다. TopCon 구조는 후면 홀과 정렬이 필요하지 않으며 추가적인 로컬 도핑 공정도 필요하지 않아 태양전지 생산 공정이 크게 단순화됩니다. 그리고 현재의 대량 생산 공정과 잘 호환되므로 생산 라인 업그레이드에 편리합니다. 동시에, 도핑된 폴리실리콘 층의 우수한 패시베이션 특성과 뒷면의 금속 완전 접촉 구조는 변환 효율을 더욱 향상시킬 여지가 있어 N형 셀의 대량 생산 효율을 23%를 초과할 수 있습니다. TOPCon 셀 구조를 기반으로 Fraunhofer는 4cm2 FZ 실리콘 웨이퍼에서 25.7%의 변환 효율을 달성합니다.

금속화는 TOPCon 구조 상용화를 위한 핵심 요소 중 하나입니다. 현재 실험실 장비에서는 물리기상증착(PVD) 기술로 풀백 금속 접촉을 구현하고 있지만, 이 기술은 대규모 대량생산에는 적합하지 않다. 이 유망하고 효율적인 기술을 상용화하려면 스크린 인쇄 및 소결 금속화를 사용하여 올바른 솔루션을 찾는 것이 필수적입니다.

TOPCon 태양전지용 스크린 인쇄 금속화 페이스트에 대한 도전

폴리실리콘 층 접촉을 위한 금속화 페이스트를 개발하고 금속 유도 재결합 속도를 최소화하는 것은 다음과 같은 주요 이유로 어려운 작업입니다. 첫째, 금속-반도체 상호 작용의 특성으로 인해 금속 유도 재결합 속도를 줄이는 것이 매우 까다롭습니다. 둘째, 슬러리의 접촉 성능에 중요한 역할을 하는 폴리실리콘층은 상당한 차이를 갖는다. 폴리실리콘 표면 슬러리의 특성에 영향을 미치는 주요 요소는 다음과 같습니다.

1. 폴리실리콘의 두께

흡수율 측면에서 볼 때 초박형 폴리실리콘층이 선호되지만 금속으로 인한 손실이 더 심각합니다. 스크린 인쇄 및 소결 금속화 공정에서는 두꺼운 폴리실리콘 층이 더 유리한 경우가 많습니다. 폴리실리콘층이 셀 뒷면에 위치하기만 하면 필름층이 조금 더 두꺼워도 전혀 문제가 되지 않습니다.

2. 폴리실리콘층의 도핑 농도

금속과 폴리실리콘 사이의 양호한 접촉을 위해서는 충분한 도핑 농도가 달성되어야 합니다. 표면 저항률은 폴리실리콘 층이 증착 시 현장에서 도핑되는지 또는 증착 후 트랜스도핑되는지를 나타내는 유효한 척도입니다. 폴리실리콘 층의 일반적인 표면 저항은 기존 확산 층의 표면 저항보다 높지만 이는 일반적으로 초박형 폴리실리콘 층에서만 가능합니다.

3. 표면 형태

폴리실리콘 증착을 위한 기판 표면은 질감이 있거나 매끄러울 수 있습니다. 최근 연구에 따르면 두 가지 유형의 표면 모두 우수한 J0를 갖는 것으로 나타났습니다.

4. 고온 저항

폴리실리콘의 장점 중 하나는 높은 온도를 견딜 수 있다는 점입니다. 그러나 폴리실리콘 층 표면의 금속 유도 재결합 속도도 온도 함수이며 일반적으로 온도가 증가함에 따라 가속됩니다.

5. 폴리실리콘층의 균일성

폴리실리콘 층의 균일성은 일반적으로 두께가 증가함에 따라 증가합니다. 불균일한 폴리실리콘 층은 금속화 중에 더 심각한 국부적 손상을 받기 쉽기 때문에 이는 접촉 성능에 영향을 미칩니다.

폴리실리콘의 특성이 슬러리의 특성에 지대한 영향을 미친다는 것을 알 수 있다. 최적의 접촉 저항과 최소화된 금속 유도 재결합 속도를 갖는 금속화 페이스트가 개발되었다고 보고되었습니다.

TOPCon 태양전지 및 금속화 페이스트의 최신 진행 상황

2019년 1월, 진코솔라는 자사의 고효율 N형 단결정 TOPCon 대면적 태양전지 변환 효율이 고품질 N형 단결정 실리콘 웨이퍼를 사용해 24.2%의 광전 변환 효율을 달성해 세계 기록을 경신했다고 발표했다. 셀 선택적 도핑 기술, 초미세 게이트 프린팅 기술을 보유하고 있습니다.

2019년 2월 싱가포르 태양에너지연구소(SERIS)와국내 최고의 페이스트 제조업체가 monoPoly™ 부동태화 접촉 태양전지용 금속 페이스트 개발을 가속화하기 위해 협력 계약을 체결했습니다. SERIS는 이 기술을 위해 특별히 개발된 금속화 페이스트를 사용하여 monoPoly™ 셀의 평균 효율이 23.5%-24.0%까지 증가할 것으로 기대합니다.

중국 최대 N형 셀 및 모듈 제조업체인 Jolywood는 현재 2GW N-PERT 셀 생산 라인을 n-TOPCon 셀로 업그레이드하기 위해 모든 노력을 기울이고 있습니다. Jolywood Optoelectronics는 스크린 인쇄 금속화 페이스트 기술을 채택했으며 TOPCon 태양전지 대량 생산의 평균 효율은 22.6%에 도달한 것으로 알려졌습니다. 태양전지 제조 공정을 최적화해 평균 효율을 23% 이상 높일 수 있다.