PERC vs TOPCon vs HJT vs BC: Mengapa Sel Suria Berbeza Begitu Banyak dari Segi Harga dan Kecekapan
Soalan Teras Isu Ini
Dari P-type ke N-type, dari PERC ke TOPCon, HJT dan BC, apakah maksud sebenar huruf-huruf ini? Apakah masalah berbeza yang mereka selesaikan, dan apakah yang perlu dicari oleh profesional rantaian bekalan semasa memilihnya?
Pembekal A berkata: "Modul TOPCon kami mencapai kecekapan 22.5%, satu mata lebih tinggi daripada PERC." Pembekal B berkata: "Modul HJT kami mempunyai pekali suhu yang lebih baik dan menjana lebih banyak kuasa dalam keadaan panas." Pembekal C berkata: "Modul BC kami tidak mempunyai garisan grid di hadapan, ia kelihatan lebih bersih dan sesuai untuk projek teragih."
Jadi bagaimana anda harus membandingkannya? Jika anda hanya melihat harga dan kecekapan yang dinilai, anda akan terlepas perkara yang benar-benar penting:
Laluan teknologi yang berbeza mempunyai hasil pengeluaran besar-besaran yang berbeza, yang mempengaruhi kestabilan penghantaran.
Penggunaan pes perak berbeza (HJT lebih tinggi), yang mempengaruhi trend kos dan risiko bekalan.
Mekanisme degradasi berbeza (P-type mempunyai LID, N-type mempunyai LeTID), yang mempengaruhi tuntutan jaminan.
Suhu proses berbeza (HJT adalah proses suhu rendah), yang mempengaruhi peralatan, ambang pelaburan dan landskap pembekal secara keseluruhan.
Isu ini membantu anda membina rangka kerja lengkap untuk membandingkan laluan teknologi.
Memahaminya dalam Satu Ayat
PERC adalah puncak teknologi P-type (pasivasi belakang), TOPCon adalah laluan pengeluaran besar-besaran N-type arus perdana (pasivasi sentuhan), HJT adalah laluan suhu rendah berprestasi tinggi (pasivasi antara muka heterojunction), dan BC memindahkan elektrod ke belakang sebagai penyelesaian estetik. Mereka menyelesaikan masalah yang sama dari sudut yang berbeza: mengurangkan kehilangan kecekapan.
Analogi Mudah
Kehilangan kecekapan sel suria ibarat rumah lima tingkat yang bocor air di setiap tingkat:
Kebocoran tingkat pertama (kehilangan penyerapan): cahaya terus menembus tanpa diserap.
Kebocoran tingkat kedua (kehilangan termalisasi): tenaga lebihan foton bertenaga tinggi bertukar menjadi haba.
Kebocoran tingkat ketiga (kehilangan penggabungan semula): elektron dan lubang bergabung semula sebelum dipisahkan.
Kebocoran tingkat keempat (kehilangan rintangan): arus menghadapi rintangan dalam sel dan elektrod lalu bertukar menjadi haba.
Kebocoran tingkat kelima (kehilangan teduhan): elektrod depan menghalang sebahagian cahaya matahari.
PERC terutamanya membaiki tingkat ketiga (penggabungan semula belakang). TOPCon terutamanya membaiki bahagian sentuhan tingkat ketiga (penggabungan semula sentuhan). HJT hampir sepenuhnya mengubah suai tingkat ketiga (pasif antara muka). BC terutamanya membaiki tingkat kelima (memindahkan elektrod ke belakang untuk menghilangkan teduhan).
Nota rantaian bekalan: laluan berbeza membaiki tingkat yang berbeza, tetapi kos dan kesukaran membaiki setiap tingkat berbeza-beza. Apa yang anda pilih bukan sekadar nombor kecekapan, tetapi pertukaran 'di mana untuk melabur, berapa banyak kerugian yang boleh dijimatkan, dan berapa harga yang perlu dibayar.'
Prinsip Profesional
Jenis-P vs Jenis-N: pilihan substrat
| Item | Wafer Jenis-P | Wafer Jenis-N |
|---|---|---|
| Dopan | Boron | Fosforus |
| Pembawa majoriti | Lubang | Elektron |
| Degradasi LID | Lebih ketara (penggabungan semula boron-oksigen) | Lebih rendah |
| Kepekaan kekotoran | Lebih tinggi | Lebih rendah (julat hayat pembawa minoriti lebih tinggi) |
| Teknologi perwakilan | PERC | TOPCon, HJT, beberapa BC |
Trend: Jenis-N menggantikan Jenis-P sebagai arus perdana, kerana jangka hayat pembawa minoriti wafer Jenis-N lebih tinggi (elektron 'hidup lebih lama'), dan digabungkan dengan pasif yang lebih maju boleh mencapai kecekapan yang lebih tinggi.
PERC: menambah filem pelindung di belakang
PERC bermaksud Passivated Emitter and Rear Cell. Di belakang sel P-jenis tradisional, ia menambah:
Lapisan pasif Al2O3 (aluminium oksida) untuk mengurangkan penggabungan semula belakang.
Lapisan perlindungan SiNx (silikon nitrida) untuk meningkatkan pantulan belakang, memantulkan semula foton yang tidak diserap untuk peluang kedua penyerapan.
Kehilangan utama yang ditangani: penggabungan semula belakang dan kehilangan penghantaran belakang.
Ciri-ciri rantaian bekalan: teknologi paling matang, rantaian bekalan paling lengkap, kos terendah, tetapi siling kecekapan sekitar 23.5%. Ia adalah pangkalan terpasang terbesar, dengan alat ganti dan penggantian paling mudah.
TOPCon: get sentuhan ketepatan
TOPCon bermaksud Tunnel Oxide Passivated Contact. Struktur utama: di belakang wafer N-jenis, lapisan oksida yang sangat nipis (SiO2, kira-kira 1-2nm) dibuat, kemudian ditutup dengan lapisan polisilikon terdop.
Lapisan oksida bertindak seperti get, menyekat pembawa minoriti (lubang) daripada bergabung semula sambil membenarkan pembawa majoriti (elektron) menerowong (ini adalah "penerowongan").
Lapisan polisilikon terdop memberikan sentuhan elektrik yang baik dan mengurangkan rintangan sentuhan.
Kehilangan utama yang ditangani: penggabungan semula di kawasan sentuhan logam dan rintangan sentuhan.
Ciri-ciri rantaian bekalan: sangat serasi dengan talian PERC (boleh dinaik taraf) dan kini laluan pengeluaran besar-besaran N-jenis utama. Perhatikan penggunaan pes perak, hasil proses lapisan oksida dan data degradasi.
HJT: dua lapisan pelindung yang mengapit wafer
HJT bermaksud Heterojunction Technology. Struktur: pada kedua-dua belah wafer kristal N-jenis, lapisan silikon amorfus intrinsik (i-a-Si:H) didepositkan sebagai pasif, kemudian ditutup dengan lapisan silikon amorfus terdop, dan akhirnya oksida konduktif telus (TCO).
"Hetero" bermaksud silikon kristal dan silikon amorfus adalah dua bahan semikonduktor yang berbeza.
Dua lapisan i-a-Si:H menyediakan pasif permukaan yang sangat baik.
Keseluruhan proses selesai pada suhu rendah (<200°C, manakala PERC/TOPCon memerlukan 800°C+).
Kehilangan utama yang ditangani: penggabungan semula permukaan dan kehilangan suhu (pekali suhu lebih rendah, prestasi lebih baik dalam haba).
Ciri-ciri rantaian bekalan: kecekapan tinggi dan tingkah laku suhu yang baik, tetapi pelaburan peralatan yang besar, penggunaan pes perak yang tinggi dan keperluan untuk sasaran (ITO untuk TCO). Proses suhu rendah bermakna ia tidak serasi dengan talian suhu tinggi sedia ada dan memerlukan kapasiti baharu.
BC / IBC: menggerakkan elektrod ke belakang
BC bermaksud Back Contact, dan IBC bermaksud Interdigitated Back Contact. Bahagian hadapan sel tradisional mempunyai garisan grid logam (elektrod) yang menyekat kira-kira 5%-7% cahaya matahari. Teknologi BC meletakkan semua elektrod positif dan negatif di belakang, meninggalkan bahagian hadapan tanpa teduhan sepenuhnya.
Cara ia berfungsi: Kawasan P+ dan N+ disusun secara berselang-seli di belakang untuk membentuk simpang PN setempat, dengan elektrod positif dan negatif berselang-seli.
Kehilangan utama yang ditangani: teduhan elektrod hadapan.
Ciri-ciri rantaian bekalan: hadapan yang bersih (tiada garisan grid) dan kecekapan tinggi, tetapi proses yang kompleks, cabaran hasil yang besar dan banyak halangan paten. Ia sesuai untuk pasaran teragih mewah.
Gambaran keseluruhan peta kehilangan kecekapan
| Jenis kehilangan | Prinsip | PERC | TOPCon | HJT | BC |
|---|---|---|---|---|---|
| Kehilangan penyerapan | Foton melalui/memantul | Pantulan belakang diperbaiki | Sama | Sama | Tiada teduhan hadapan |
| Kehilangan termalisasi | Tenaga lebihan foton tenaga tinggi menjadi haba | Sama (terikat dengan jurang jalur, sukar diubah mengikut laluan) | Sama | Sama | Sama |
| Rekombinasi permukaan | Kecacatan permukaan memerangkap pembawa | Pasifasi hadapan | Hadapan + belakang | Pasifasi dua sisi yang sangat baik | Bergantung pada substrat |
| Rekombinasi sentuhan | Rekombinasi pada sentuhan logam | — | Oksida terowong | Pengasingan silikon amorfus | Bergantung pada reka bentuk |
| Kehilangan rintangan | Pemanasan laluan arus | Standard | Lebih rendah (sentuhan polisilikon) | Bergantung pada kualiti TCO | Laluan belakang lebih panjang |
| Kehilangan teduhan | Teduhan elektrod hadapan | Ya | Ya | Ya | Hampir tiada |
| Kehilangan suhu | Penurunan kecekapan pada suhu tinggi | Purata | Lebih baik | Terbaik | Lebih baik |
Panduan Ilustrasi
Rajah 1: Perbandingan P-type vs N-type
Lajur kiri (ton biru): Wafer P-type, doping boron, pembawa majoriti adalah lubang, degradasi LID lebih ketara, teknologi perwakilan PERC. Lajur kanan (ton hijau): Wafer N-type, doping fosforus, pembawa majoriti adalah elektron, jangka hayat pembawa minoriti lebih tinggi, teknologi perwakilan TOPCon/HJT/BC. Perbezaan asas antara P-type dan N-type terletak pada elemen doping dan jenis pembawa majoriti, dan N-type boleh mencapai kecekapan yang lebih tinggi berkat jangka hayat pembawa yang lebih panjang digabungkan dengan pasifasi termaju.
Rajah 2: Perbandingan keratan rentas PERC / TOPCon / HJT / BC
Empat lajur, setiap satu menunjukkan keratan rentas menegak satu sel, dengan kedudukan simpang PN ditandakan oleh bulatan putus-putus merah. PERC dan TOPCon mempunyai simpang PN di hadapan, HJT mempunyai heterosimpang di kedua-dua belah, dan BC mempunyai simpang PN sepenuhnya di belakang. Bacaan rantaian bekalan: lebih banyak lapisan bermakna lebih banyak langkah proses bermakna cabaran hasil yang lebih besar. HJT mempunyai lapisan paling sedikit tetapi menggunakan filem nipis suhu rendah, TOPCon mempunyai bilangan lapisan sederhana paling hampir dengan barisan sedia ada, dan BC mempunyai struktur belakang yang paling kompleks.
Rajah 3: Peta kehilangan kecekapan solar
Pertempuran laluan teknologi terutamanya adalah tentang menambah baik kerugian dalam cincin kedua dan ketiga. Tiada satu teknologi pun dapat menyelesaikan semua kerugian dengan sempurna sekaligus. Bacaan rantaian bekalan: apabila anda membandingkan jurang kecekapan antara dua teknologi, tanya dengan jelas dari lapisan kerugian mana perbezaan itu berasal, kerana itu menentukan sama ada jurang itu nyata atau hanya hasil makmal, dan sama ada ia bertahan dalam keadaan berbeza seperti suhu tinggi atau cahaya lemah.
Istilah Utama dalam Isu Ini
| Istilah | Bahasa Inggeris | Penjelasan satu baris | Mengapa rantaian bekalan perlu tahu |
|---|---|---|---|
| PERC | Sel Pemancar dan Belakang Terpasif | Lapisan pasifasi ditambah di belakang sel P-type untuk mengurangkan penggabungan semula | Pangkalan terpasang terbesar, rantaian bekalan paling matang, penggantian paling mudah |
| TOPCon | Kenalan Pasif Oksida Terowong | Sel jenis-N yang menggunakan oksida terowong untuk mengurangkan penggabungan semula sentuhan | Laluan jenis-N arus perdana semasa, perhatikan hasil dan pes perak |
| HJT | Teknologi Heterojunction | Heterojunction silikon kristal-amorf dengan pasif dua sisi | Potensi kecekapan tinggi, pelaburan peralatan besar, perhatikan penggunaan perak dan sasaran |
| BC/IBC | Sentuhan Belakang / Sentuhan Belakang Interdigitated | Elektrod dipindahkan sepenuhnya ke belakang untuk menghilangkan teduhan | Proses kompleks, cabaran hasil, kekangan paten |
| Pasif | Pasif | Menutup permukaan silikon dengan lapisan bahan untuk mengurangkan kecacatan dan penggabungan semula | Kualiti pasif menentukan degradasi dan jangka hayat |
| Pes Perak | Pes Perak | Pes yang mengandungi perak digunakan untuk membuat garisan grid elektrod konduktif | Harga perak mempengaruhi kos sel, penggunaan perak HJT menjadi tumpuan |
| LID | Degradasi Teraruh Cahaya | Cahaya menyebabkan penurunan kecekapan dalam modul jenis-P | LID mesti dipertimbangkan dalam jaminan modul jenis-P |
| LeTID | Degradasi Teraruh Cahaya dan Suhu Tinggi | Degradasi cahaya dan suhu tinggi, yang juga boleh dialami oleh jenis-N | Tumpuan degradasi untuk modul jenis-N |
Salah Tanggapan Biasa
Salah Tanggapan 1: TOPCon hanyalah PERC yang dinaik taraf. Pemahaman betul: TOPCon menggunakan wafer jenis-N (PERC menggunakan jenis-P), dan konsep reka bentuk sentuhan pasif berbeza sama sekali daripada PERC. Walaupun beberapa baris PERC boleh dinaik taraf kepada TOPCon, ia adalah dua generasi teknologi.
Salah Tanggapan 2: HJT sudah boleh menggantikan TOPCon sepenuhnya. Pemahaman betul: HJT mempunyai kecekapan tinggi dan suhu proses rendah, tetapi pelaburan peralatan besar, penggunaan pes perak tinggi (kira-kira dua kali ganda TOPCon) dan memerlukan sasaran. Setiap satu mempunyai senario dan kumpulan pelanggan yang sesuai.
Salah Tanggapan 3: Teknologi dengan kecekapan tertinggi mestilah yang terbaik. Pemahaman yang betul: anda perlu melihat jumlah kos, termasuk hasil pengeluaran besar-besaran, kos bahan (terutamanya perak dan sasaran), degradasi, pekali suhu, tindak balas cahaya lemah dan kestabilan bekalan. Kecekapan terkadar hanyalah satu dimensi penilaian teknikal.
Salah Tanggapan 4: Modul BC tidak mempunyai garisan grid depan, jadi kecekapannya mestilah yang tertinggi. Pemahaman yang betul: BC memindahkan elektrod ke belakang, menghilangkan kehilangan teduhan depan, tetapi proses belakang lebih kompleks dan laluan rintangan belakang lebih panjang. Kelebihan kecekapan BC jelas dalam keadaan tertentu, tetapi ia tidak optimum dalam setiap senario.
Tumpuan Rantaian Bekalan
Memilih laluan teknologi sama dengan memilih kestabilan bekalan untuk 5-10 tahun akan datang.
Kapasiti dan bekalan: PERC mempunyai kapasiti terbesar tetapi sedang digantikan oleh TOPCon. Semasa menilai pembekal, lihat bahagian kapasiti N-type dan kemajuan peningkatan mereka.
Kebergantungan pes perak: perak adalah kos kedua terbesar dalam sel selepas wafer. Penggunaan perak HJT adalah hambatan kos yang dipantau oleh industri (pes perak suhu rendah lebih mahal).
Degradasi dan jaminan: Modul N-type secara amnya kurang degradasi berbanding P-type, tetapi prestasi LeTID berbeza antara pengeluar. Dalam rundingan jaminan, dapatkan lengkung degradasi khusus.
Padanan alat ganti: modul gantian mesti sepadan dengan laluan teknologi asal dan parameter kelompok. Menyambung modul dengan reka bentuk simpang PN yang berbeza secara siri menyebabkan kehilangan ketidakpadanan.
Risiko paten: Paten teknologi BC tertumpu pada beberapa syarikat, jadi penggantian domestik dan pasaran alat ganti untuk rantaian bekalan mungkin terhad.
Nota rantaian bekalan: memilih laluan teknologi modul bukan hanya tentang kecekapan dan harga hari ini, tetapi ramalan kestabilan bekalan dan ketersediaan alat ganti untuk 25 tahun akan datang. TOPCon kini pilihan "kepastian tinggi", HJT pilihan "potensi masa depan tinggi", dan BC pilihan "nilai tinggi dalam senario tertentu".
Ringkasan dalam Satu Ayat
PERC membaiki belakang, TOPCon membaiki sentuhan, HJT membaiki antara muka, dan BC membaiki teduhan. Logik asas persaingan antara empat teknologi ini adalah menampal titik berbeza pada peta kehilangan kecekapan, dan keputusan perolehan anda adalah keseimbangan pelbagai objektif antara kematangan, kos, kecekapan dan keselamatan bekalan.
Pandangan Ooitech
Ooitech percaya: PERC, TOPCon, HJT dan BC bukanlah perlumbaan untuk satu nombor kecekapan, tetapi empat tampalan berbeza pada peta kehilangan kecekapan, dan pilihan bijak adalah yang mengimbangi kematangan, kos, kecekapan dan keselamatan bekalan jangka panjang.
