Globalna fotonaponska industrija ima važno postignuće koje treba proslaviti kroz ovo postignuće tvrtke JinkoSolar zajedno sa svojim partnerima i istraživačkim institucijama, uz uspostavljanje prvog certificiranog svjetskog rekorda za učinkovitost solarnih ćelija-na industrijskoj razini. Svjetski rekord rezultat je jedne solarne ćelije TOPCon veličine M10 koju je razvilo osoblje JinkoSolara i certificirana je kao maksimalna učinkovitost pretvorbe energije od 26,66%. Stoga postignuta učinkovitost omogućuje tvrtki da premosti jaz u učinkovitosti postignutoj masovno{0}}proizvedenim proizvodima i teoretskom maksimumu.
Osim toga, razvoj ove ćelije je neovisno testiran i verificiran od strane akreditiranog laboratorija za testiranje u Kini i rezultirao je najvišom prijavljenom vrijednošću učinkovitosti proizvedenom do sada na TOPCon solarnoj ćeliji u industrijskoj razmjeri, otvarajući put za komercijalizaciju visoko-učinkovitih solarnih tehnologija.
Izvrsnost suradnje: od laboratorija do tvornice
Novi rekord{0}}uređaj stvoren je kroz partnerstvo istraživača iz JinkoSolara i Instituta za tehnologiju materijala i inženjerstvo Ningbo (NIMTE) unutar Kineske akademije znanosti, kao i s istraživačima sa Sveučilišta Soochow i Kineskog sveučilišta Jiliang.
Tehnički aspekti inovacije dokumentirani su u časopisu Nature Energy u članku pod naslovom "Dvo-strano električno usavršavanje omogućuje učinkovite industrijske tunelske oksidne pasivizirajuće kontaktne silikonske solarne ćelije", koji su napisali Zhenhai Yang i dr., s profesorom Jichun Yeom kao odgovarajućim autorom.
Tehničke inovacije: Dvostruka-strategija usavršavanja
Istraživački tim upotrijebio je pločicu M10 s efektivnom površinom od313,3 cm², u potpunosti u skladu sa suvremenim standardima industrijske proizvodnje, osiguravajući da su postignuti rezultati izravno prenosivi u proizvodna okruženja.
Temeljni napredak leži u sveobuhvatnoj dvostranoj-strategiji električne optimizacije koja se bavi dugotrajnim ograničenjima u arhitekturi ćelija TOPCon.
Na prednjoj strani, implementirali su istraživačiemiteri bora s visokim-lim-otporom(približno 430 Ω/sq) u kombinaciji s optimiziranim dizajnom mreže. Ovaj pristup značajno poboljšava površinsku pasivizaciju smanjenjem koncentracije aktivnog bora i dubine difuzije, čime se minimizira Augerova rekombinacija sa silicijskom podlogom. Poboljšana pasivizacija je dokazana povećanjem efektivnog životnog vijeka manjinskih nositelja s 0,70 ms na 1,12 ms i smanjenjem gustoće rekombinacijske struje s ~9 fA/cm² na ~5 fA/cm².
Kako bi kompenzirao povećani kontaktni otpor povezan s-sheet-otpornim emiterima, tim je optimizirao dizajn prednje rešetke, smanjujući razmak između prstiju s 1120 μm na približno825 μmi sužavanje širine prsta od ~20 μm do ~10 μm. Ova optimizacija ne samo da kompenzira gubitke u transportu nosača, već također smanjuje optičko sjenčanje i potrošnju srebrne paste.
Na stražnjoj strani, tim je predstavio romandvo-slojna tunelska struktura oksida/polisilicijadizajniran za ublažavanje degradacije-izazvane metalizacijom. Transmisijska elektronska mikroskopija i analiza disperzivne spektroskopije energije otkrile su da u konvencionalnim jedno-slojnim uzorcima atomi srebra potpuno prodiru kroz sloj polisilicija i infiltriraju se u silicijsku podlogu. Nasuprot tome, dvo-slojna struktura učinkovito blokira difuziju srebra-vanjski sloj polisilicija zaustavlja većinu prodiranja srebra, dok unutarnji oksidni sloj dodatno sprječava prodor srebra u podlogu.
Unutarnji polisilicijski sloj solarne ćelije ima veću razinu kristalnosti, kao i smanjenu gustoću granica zrna. Nadalje, vanjski, ili amorfni, sloj solarne ćelije osigurava kontrolirani difuzijski kanal za srebro za modificiranje površinske strukture solarne ćelije, omogućujući stvaranje "omskih" kontakata. Ove inovativne promjene u dizajnu solarne ćelije povećale su njezin efektivni životni vijek manjinskih nositelja (s 3,54 ms na 5,87 ms) i povećale implicirani napon otvorenog -kruga (sa 752 mV na 757 mV).
Rekordna-metrička izvedba
Pod standardnim uvjetima ispitivanja, solarna ćelija TOPCon veličine M10 pokazala je iznimne metrike performansi:
Učinkovitost pretvorbe energije: 26.66%
Napon otvorenog -kruga (Voc):744,6 mV
Faktor punjenja (FF): 85.57%
Struja-kratkog spoja:13,109 mA
Prema profesoru Yeu, glavnom autoru studije, "Uređaj je postigao83,8% teorijske granice učinkovitosti, nadmašujući konvencionalne TOPCon solarne ćelije". Ovo predstavlja značajan napredak u odnosu na 91,6% relativnih električnih performansi prethodnih TOPCon ćelija, približavajući se razini najnaprednije tehnologije silicijskih heterospojnica.
Poboljšana bifacialnost za-izvedbu u stvarnom svijetu
Važna je inovacija lokalno stanjivanje stražnjeg sloja polisilicija u ne-metaliziranim područjima ćelija. Tim je uspio povećati kvantnu učinkovitost ćelije kada je osvijetljena sa stražnje strane smanjenjem debljine polisilicija u tim regijama sa 100 nm na 40 nm.
Eksperimentalni podaci pokazuju da stanjivanje polisilicija rezultira povećanjem gustoće-struje kratkog spoja od 2,88 mA/cm² kada je ćelija osvijetljena odostraga. Optičke simulacije pokazuju da se za svakih 10 nm smanjenja debljine polisilicija gubici parazitske apsorpcije smanjuju za približno 0,40 mA/cm², a efektivna apsorpcija u silicijskoj podlozi se povećava za približno 0,32 mA/cm².
Kao rezultat toga, bifacijalnost ćelije povećala se s 83,4% na 88,3%, značajno povećavajući potencijalni prinos energije u stvarnim situacijama u kojima prikupljanje-stražnjeg svjetla doprinosi ukupnoj količini proizvedene energije.
Putokaz do 28% i više
Da bi nadogradio ovaj rekord, JinkoSolar također nastavlja biti vodeći u tehnologiji TOPCon jer su postavili laboratorij-svjetski rekord TOPCon solarne ćelije s učinkovitošću od 27,02% koju je potvrdio NPVM u Kini. JinkoSolar je također uspio postići maksimalnu učinkovitost pretvorbe energije od 25,58% sa svojim najnovijim TOPCon modulom koji je certificirao TÜV SÜD. Kako bi promovirao razvoj svoje tehnologije, JinkoSolar je razvio dugoročan-tehnološki plan. JinkoSolar je u svojoj posljednjoj bijeloj knjizi javno izjavio da predviđa premašivanje praga učinkovitosti od 28% do 2028. godine, te očekuje da će nastaviti razvijati TOPCon tehnologiju i zadržati vodeću poziciju u proizvodnji i proizvodnji visoko-učinkovitih fotonaponskih modula.
Implikacije za industriju
TOPCon tehnologija trenutno dominira70% tržišnog udjelau globalnoj fotonaponskoj industriji, vođen svojom troškovno-učinkovitošću i kompatibilnošću s postojećim proizvodnim procesima. Ovo najnovije otkriće u učinkovitosti pokazuje da industrijske -ćelije TOPCon još uvijek imaju značajan prostor za poboljšanje, izazivajući pretpostavke o zrelosti tehnologije i produžujući plan za solarne ćelije-na bazi silicija.
Postignuće pruža održiv tehnički put za smanjenje jaza između industrijske proizvodnje i teoretskih ograničenja učinkovitosti, dodatno jačajući konkurentsku poziciju TOPCon-a na globalnom solarnom tržištu. Budući da industrija nastavlja zahtijevati veću učinkovitost i niže ujednačene troškove električne energije, takve inovacije igraju ključnu ulogu u ubrzavanju globalne energetske tranzicije.