Mae JinkoSolar a Thîm Ymchwil Tsieineaidd yn Chwalu Record y Byd Gyda Cell Solar TOPcon Diwydiannol 26.66% Effeithlonrwydd

Mae gan y diwydiant ffotofoltäig byd-eang gyflawniad pwysig i'w ddathlu trwy'r cyflawniad hwn gan JinkoSolar ynghyd â'u partneriaid a'u sefydliadau ymchwil, gyda sefydlu'r record byd ardystiedig cyntaf ar gyfer effeithlonrwydd celloedd solar ar raddfa ddiwydiannol. Mae record y byd yn ganlyniad i un gell solar TOPCon maint M10 a ddatblygwyd gan staff JinkoSolar ac mae wedi'i ardystio fel un sydd ag uchafswm effeithlonrwydd trosi pŵer o 26.66%. Felly, mae'r effeithlonrwydd a gyflawnir yn galluogi'r cwmni i gau'r bwlch mewn effeithlonrwydd a gyflawnwyd gyda-cynhyrchion màs a'r uchafswm damcaniaethol.

Yn ogystal, mae datblygiad y gell hon wedi'i brofi a'i ddilysu'n annibynnol gan labordy profi achrededig yn Tsieina ac mae wedi arwain at y gwerth effeithlonrwydd uchaf yr adroddwyd amdano a gynhyrchwyd hyd yma ar gell solar TOPcon ar raddfa ddiwydiannol, gan wneud lle i fasnacheiddio technolegau solar effeithlonrwydd uchel.

Crëwyd dyfais dal record newydd trwy bartneriaeth o ymchwilwyr o JinkoSolar a Sefydliad Technoleg a Pheirianneg Deunyddiau Ningbo (NIMTE) o fewn yr Academi Gwyddorau Tsieineaidd, yn ogystal ag ymchwilwyr o Brifysgol Soochow a Phrifysgol Tsieina Jiliang.

Mae agweddau technegol yr arloesedd wedi'u dogfennu yn Nature Energy mewn erthygl o'r enw, "Mae mireinio trydanol ochr ddeuol yn galluogi celloedd solar silicon cyswllt goddefol twnnel ocsid diwydiannol effeithlon," a ysgrifennwyd gan Zhenhai Yang et al., gyda'r Athro Jichun Ye fel yr awdur cyfatebol.

Defnyddiodd y tîm ymchwil wafer M10 gydag arwynebedd effeithiol o 313.3 cm², yn gwbl gyson â safonau cynhyrchu diwydiannol modern, gan sicrhau bod y canlyniadau a gyflawnwyd yn cael eu trosglwyddo'n uniongyrchol i amgylcheddau gweithgynhyrchu.

Mae'r datblygiad craidd yn gorwedd mewn strategaeth optimeiddio trydanol dwy ochr gynhwysfawr sy'n mynd i'r afael â chyfyngiadau hirsefydlog ym mhensaernïaeth celloedd TOPCon.

Ar yr ochr flaen, gweithredodd yr ymchwilwyr allyrwyr boron ymwrthedd uchel (tua 430 Ω/sq) ynghyd â chynlluniau grid wedi'u optimeiddio. Mae'r dull hwn yn gwella goddefgarwch arwyneb yn sylweddol trwy leihau crynodiad boron gweithredol a dyfnder trylediad, a thrwy hynny leihau ailgyfuniad Auger â'r swbstrad silicon. Gwelir tystiolaeth o'r goddefiad gwell gan gynnydd mewn oes cludwyr lleiafrifol effeithiol o 0.70 ms i 1.12 ms a gostyngiad yn nwysedd y cerrynt ailgyfuno o ~9 fA/cm² i ~5 fA/cm².

I wneud iawn am y cynnydd yn y gwrthiant cyswllt sy'n gysylltiedig ag allyrwyr ymwrthedd uchel, gwnaeth y tîm optimeiddio dyluniad y grid blaen, gan leihau'r bylchau rhwng bysedd o 1,120 μm i tua 825 μm a chulhau lled bys o ~20 μm i ~10 μm. Mae'r optimeiddio hwn nid yn unig yn gwneud iawn am golledion cludiant cludwr ond hefyd yn lleihau cysgodi optegol a defnydd past arian.

Ar yr ochr gefn, cyflwynodd y tîm strwythur twnnel ocsid/polysilicon dwbl newydd wedi'i gynllunio i liniaru'r diraddio a achosir gan feteleiddio. Datgelodd microsgopeg electron trawsyrru a dadansoddiad sbectrosgopeg gwasgaredig egni, mewn samplau haen sengl confensiynol, fod atomau arian yn treiddio'n llwyr i'r haen polysilicon ac yn ymdreiddio i'r swbstrad silicon. Mewn cyferbyniad, mae'r strwythur haen dwbl i bob pwrpas yn blocio trylediad arian-mae'r haen polysilicon allanol yn atal y rhan fwyaf o dreiddiad arian, tra bod yr haen ocsid fewnol yn atal arian ymhellach rhag goresgyn y swbstrad.

Mae gan haen polysilicon fewnol y gell solar lefel uwch o grisialu, yn ogystal â llai o ddwysedd ffin grawn. Ar ben hynny, mae haen allanol, neu amorffaidd, y gell solar yn darparu sianel ymlediad rheoledig ar gyfer yr arian i addasu strwythur wyneb y gell solar, gan ganiatáu ar gyfer ffurfio cysylltiadau "ohmig". Cynyddodd y newidiadau arloesol hyn yn nyluniad y gell solar ei oes cludwr lleiafrifol effeithiol (o 3.54 ms i 5.87 ms) a chynyddodd y foltedd cylched agored a awgrymir (o 752 mV i 757 mV).

O dan amodau prawf safonol, darparodd cell solar maint M10 TOPCon fetrigau perfformiad eithriadol:

Effeithlonrwydd trosi pŵer: 26.66%

Agor-Circuit Voltage (Voc):744.6 mV

Ffactor Llenwi (FF): 85.57%

Byr-Circuit Current:13.109 mA

Yn ôl yr Athro Ye, awdur arweiniol yr astudiaeth, "Mae'r ddyfais wedi cyflawni 83.8% o'r terfyn effeithlonrwydd damcaniaethol, gan berfformio'n well na chelloedd solar confensiynol TOPCon". Mae hyn yn welliant sylweddol dros berfformiad trydanol cymharol 91.6% o gelloedd TOPCon blaenorol, gan agosáu at lefel y dechnoleg heterojunction silicon mwyaf datblygedig.

Dyfeisiad pwysig yw teneuo'r haen polysilicon cefn yn lleol yn y rhannau o'r celloedd nad ydynt wedi'u metelau. Roedd y tîm yn gallu cynyddu effeithlonrwydd cwantwm y gell wrth ei goleuo o'r cefn trwy leihau'r trwch polysilicon yn y rhanbarthau hyn o 100 nm i 40 nm.

Roedd y data arbrofol yn dangos bod teneuo polysilicon yn arwain at gynnydd mewn-dwysedd cerrynt cylched byr o 2.88 mA/cm² pan fydd y gell yn cael ei goleuo yn y cefn. Nododd yr efelychiadau optegol, am bob gostyngiad o 10 nm mewn trwch polysilicon, bod y colledion amsugno parasitig yn gostwng tua 0.40 mA / cm², ac mae'r amsugniad effeithiol yn y swbstrad silicon yn cynyddu tua 0.32 mA / cm².

O ganlyniad, cynyddodd deuwynebedd y gell o 83.4% i 88.3%, gan gynyddu'n sylweddol y cynnyrch ynni posibl mewn sefyllfaoedd gwirioneddol lle mae casglu golau ochr cefn yn cyfrannu at gyfanswm y pŵer a gynhyrchir.

I adeiladu ar y record hon, mae JinkoSolar hefyd yn parhau i fod yn arweinydd mewn technoleg TOPCon gan eu bod wedi sefydlu record byd ar raddfa labordy o gell solar TOPcon gydag effeithlonrwydd o 27.02% wedi'i wirio gan NPVM yn Tsieina. Mae JinkoSolar hefyd wedi gallu cyflawni effeithlonrwydd trosi pŵer uchaf o 25.58% gyda'u modiwl TOPCon diweddaraf sydd wedi'i ardystio gan TÜV SÜD. Er mwyn hyrwyddo datblygiad ei dechnoleg, mae JinkoSolar wedi datblygu map ffordd technoleg tymor hir. Dywedodd JinkoSolar yn gyhoeddus yn ei bapur gwyn diweddaraf ei fod yn rhagweld y bydd yn uwch na'r trothwy effeithlonrwydd o 28% erbyn y flwyddyn 2028, a'i fod yn disgwyl parhau i ddatblygu technoleg TOPcon a chynnal safle blaenllaw wrth gynhyrchu a gweithgynhyrchu modiwlau ffotofoltäig effeithlonrwydd uchel.

Ar hyn o bryd mae gan dechnoleg TOPcon dros 70% o gyfran o'r farchnad yn y diwydiant ffotofoltäig byd-eang, wedi'i ysgogi gan ei effeithiolrwydd cost a'i gydnawsedd â phrosesau gweithgynhyrchu presennol. Mae'r datblygiad effeithlonrwydd diweddaraf hwn yn dangos bod gan gelloedd TOPCon diwydiannol gryn dipyn o le i wella o hyd, gan herio rhagdybiaethau ynghylch aeddfedrwydd technoleg ac ymestyn y map ffordd ar gyfer celloedd solar sy'n seiliedig ar silicon.

Mae'r cyflawniad yn darparu llwybr technegol hyfyw ar gyfer culhau'r bwlch rhwng cynhyrchu diwydiannol a therfynau effeithlonrwydd damcaniaethol, gan gryfhau ymhellach sefyllfa gystadleuol TOPCon yn y farchnad solar fyd-eang. Wrth i'r diwydiant barhau i fynnu effeithlonrwydd uwch a chost trydan wedi'i lefelu is, mae arloesiadau o'r fath yn chwarae rhan hanfodol wrth gyflymu'r trawsnewid ynni byd-eang.