Pasaules fotoelementu nozarei ir nozīmīgs sasniegums, ko atzīmēt ar šo JinkoSolar kopā ar saviem partneriem un pētniecības iestādēm sasniegumu, izveidojot pirmo sertificēto pasaules rekordu rūpnieciskā{0}} mēroga saules bateriju efektivitātes jomā. Pasaules rekords ir rezultāts vienai M10 izmēra TOPCon saules baterijai, ko izstrādājuši JinkoSolar darbinieki, un tā ir sertificēta kā maksimālā jaudas pārveidošanas efektivitāte 26,66%. Tāpēc sasniegtā efektivitāte ļauj uzņēmumam novērst plaisu efektivitātes ziņā, kas sasniegta ar masveidā ražotiem{0}}produktiem un teorētisko maksimumu.
Turklāt šīs šūnas izstrādi ir neatkarīgi testējusi un apstiprinājusi akreditēta testēšanas laboratorija Ķīnā, un tās rezultātā ir iegūta visaugstākā ziņotā efektivitātes vērtība, kas līdz šim ražota TOPCon saules baterijā rūpnieciskā mērogā, tādējādi radot iespēju komercializēt augstas -efektivitātes saules enerģijas tehnoloģijas.
Sadarbības izcilība: no laboratorijas līdz fab
Jauna ierakstu{0}}ierīce tika izveidota, sadarbojoties pētniekiem no JinkoSolar un Ningbo Materiālu tehnoloģiju un inženierijas institūta (NIMTE) Ķīnas Zinātņu akadēmijā, kā arī ar pētniekiem no Soochow universitātes un Ķīnas Džilianas universitātes.
Inovācijas tehniskie aspekti ir dokumentēti Nature Energy rakstā ar nosaukumu "Divpuses elektriskā uzlabošana nodrošina efektīvas rūpnieciskās tuneļa oksīda pasivēšanas kontakta silīcija saules baterijas", ko rakstījuši Dženhai Jangs et al., un atbilstošais autors ir profesors Jichun Ye.
Tehniskie jauninājumi: divpusēja{0}}puses uzlabošanas stratēģija
Pētnieku grupa izmantoja M10 plāksni ar efektīvu laukumu313,3 cm², pilnībā atbilst mūsdienu rūpnieciskās ražošanas standartiem, nodrošinot sasniegto rezultātu tiešu pārnesi uz ražošanas vidi.
Galvenais izrāviens ir visaptverošā divpusējā{0}}elektroniskās optimizācijas stratēģijā, kas novērš TOPCon šūnu arhitektūras ilgstošos ierobežojumus.
Priekšējā pusē, pētnieki īstenojaaugstas{0}}loksnes-pretestības bora izstarotāji(aptuveni 430 Ω/kv.) apvienojumā ar optimizētu režģa dizainu. Šī pieeja ievērojami uzlabo virsmas pasivāciju, samazinot aktīvā bora koncentrāciju un difūzijas dziļumu, tādējādi samazinot Augera rekombināciju ar silīcija substrātu. Par pastiprināto pasivāciju liecina efektīvā mazākuma nesēja kalpošanas laika pieaugums no 0,70 ms līdz 1,12 ms un rekombinācijas strāvas blīvuma samazinājums no ~9 fA/cm² līdz ~5 fA/cm².
Lai kompensētu palielināto kontaktu pretestību, kas saistīta ar augstas -loksnes-pretestības izstarotājiem, komanda optimizēja priekšējā režģa dizainu, samazinot attālumu starp pirkstiem no 1120 μm līdz aptuveni.825 μmun pirkstu platuma sašaurināšanās no ~ 20 μm līdz ~ 10 μm. Šī optimizācija ne tikai kompensē nesēja transportēšanas zudumus, bet arī samazina optisko ēnojumu un sudraba pastas patēriņu.
Aizmugurējā pusē, komanda iepazīstināja ar romānudivslāņu{0}}tuneļa oksīda/polisilīcija struktūraizstrādāts, lai mazinātu metalizācijas{0}}izraisīto degradāciju. Transmisijas elektronu mikroskopijas un enerģijas dispersijas spektroskopijas analīze atklāja, ka parastajos viena slāņa paraugos sudraba atomi pilnībā iekļūst polisilīcija slānī un iefiltrējas silīcija substrātā. Turpretim dubultā-slāņa struktūra efektīvi bloķē sudraba difūziju-ārējais polisilīcija slānis aptur lielāko daļu sudraba iekļūšanas, savukārt iekšējais oksīda slānis vēl vairāk neļauj sudrabam iekļūt pamatnē.
Saules baterijas iekšējam polisilīcija slānim ir augstāks kristāliskuma līmenis, kā arī samazināts graudu robežas blīvums. Turklāt saules baterijas ārējais jeb amorfais slānis nodrošina kontrolētu difūzijas kanālu sudrabam, lai mainītu saules baterijas virsmas struktūru, ļaujot veidot "omiskus" kontaktus. Šīs novatoriskās izmaiņas saules baterijas konstrukcijā palielināja tā efektīvo mazākuma nesēja kalpošanas laiku (no 3,54 ms līdz 5,87 ms) un palielināja netiešās atvērtās ķēdes spriegumu (no 752 mV līdz 757 mV).
Rekordiski{0}}veiktspējas rādītāji
Standarta testa apstākļos M10 izmēra TOPCon saules baterija nodrošināja izcilus veiktspējas rādītājus:
Enerģijas pārveidošanas efektivitāte: 26.66%
Atvērtās-ķēdes spriegums (Voc):744,6 mV
Aizpildījuma koeficients (FF): 85.57%
Īsslēguma-strāva:13,109 mA
Saskaņā ar profesora Ye, pētījuma vadošā autora, teikto: "Ierīce ir sasniegusi83,8% no teorētiskās efektivitātes robežas, pārspējot parastās TOPCon saules baterijas". Tas ir ievērojams uzlabojums salīdzinājumā ar iepriekšējo TOPCon elementu relatīvo elektrisko veiktspēju par 91,6%, tuvojoties vismodernākās silīcija heterosavienojuma tehnoloģijas līmenim.
Uzlabota bifacialitāte{0}}reālai veiktspējai visā pasaulē
Svarīgs jauninājums ir lokāla aizmugures polisilīcija slāņa retināšana šūnu nemetalizētajos apgabalos. Komanda spēja palielināt šūnas kvantu efektivitāti, kad tā tika apgaismota no aizmugures, samazinot polisilīcija biezumu šajos reģionos no 100 nm līdz 40 nm.
Eksperimentālie dati liecināja, ka polisilīcija retināšanas rezultātā īssavienojuma strāvas blīvums palielinās par 2,88 mA/cm², kad elementa aizmugure ir apgaismota. Optiskās simulācijas liecināja, ka, samazinot polisilīcija biezumu par 10 nm, parazitārās absorbcijas zudumi tiek samazināti par aptuveni 0,40 mA/cm², bet efektīvā absorbcija silīcija substrātā palielinās par aptuveni 0,32 mA/cm².
Rezultātā šūnas bifacialitāte palielinājās no 83,4% līdz 88,3%, ievērojami palielinot potenciālo enerģijas ieguvi faktiskajās situācijās, kad aizmugurējās -sānu gaismas savākšana veicina kopējo saražotās enerģijas daudzumu.
Ceļvedis līdz 28% un vairāk
Lai turpinātu šo rekordu, JinkoSolar arī turpina būt līderis TOPCon tehnoloģijā, jo ir izveidojis laboratorijas -mēroga pasaules rekordu TOPCon saules baterijā ar efektivitāti 27,02%, ko apstiprinājis NPVM Ķīnā. JinkoSolar ir arī spējis sasniegt maksimālo jaudas pārveidošanas efektivitāti 25,58% ar savu jaunāko TOPCon moduli, ko sertificējis TÜV SÜD. Lai veicinātu savas tehnoloģijas attīstību, JinkoSolar ir izstrādājis ilgtermiņa{5}}tehnoloģiju plānu. Uzņēmums JinkoSolar savā jaunākajā baltajā grāmatā ir publiski paziņojis, ka paredz, ka līdz 2028. gadam tiks pārsniegts 28% efektivitātes slieksnis, un tas plāno turpināt attīstīt TOPCon tehnoloģiju un saglabāt vadošo pozīciju augstas -efektivitātes fotoelektrisko moduļu ražošanā un ražošanā.
Ietekme uz nozari
TOPCon tehnoloģija pašlaik pavēl70% tirgus daļaglobālajā fotoelementu nozarē, ko nosaka tās izmaksu{0}}efektivitāte un savietojamība ar esošajiem ražošanas procesiem. Šis jaunākais efektivitātes sasniegums parāda, ka rūpnieciskā -mēroga TOPCon elementiem joprojām ir ievērojamas iespējas uzlabot, apšaubot pieņēmumus par tehnoloģiju briedumu un paplašinot ceļvedi attiecībā uz silīcija-bāzes saules baterijām.
Šis sasniegums nodrošina dzīvotspējīgu tehnisku ceļu, lai samazinātu plaisu starp rūpniecisko ražošanu un teorētiskajām efektivitātes robežām, vēl vairāk nostiprinot TOPCon konkurētspēju globālajā saules enerģijas tirgū. Tā kā nozare turpina pieprasīt augstāku efektivitāti un zemākas izlīdzinātās elektroenerģijas izmaksas, šādiem jauninājumiem ir izšķiroša nozīme globālās enerģētikas pārejas paātrināšanā.