Модули N-Type TOPCon: что следует оценить покупателю проекта

Выбор модуля: формат и архитектура ячейки

Выбор модуля включает как формат модуля, так и архитектуру ячейки. Архитектура ячейки — один из нескольких факторов, которые покупатели проектов могут оценивать наряду с условиями площадки, проектированием системы, документацией поставщика и требованиями проекта.

В разделах ниже нейтрально описано, к чему относится обозначение «N-Type TOPCon», и какие факторы покупатель может проверить у поставщика, прежде чем модуль будет внесён в спецификацию материалов. Эта статья не проводит бенчмаркинг продукции и не делает заявлений о доле рынка, распространении, росте или технологических трендах.

Что означает «N-Type TOPCon»

TOPCon обычно раскрывается как «Tunnel Oxide Passivated Contact». Эта расшифровка описывает архитектуру ячейки, в которой электрический контакт между кремнием и металлическим электродом формируется через структуру пассивирующего контакта, а не только через напрямую металлизированную контактную область.

Идея пассивирующего контакта

В обычной ячейке контактная область предполагает компромисс: металл должен электрически соединяться с кремнием, но в то же время эта же область является местом, где носители заряда могут теряться. Подход с пассивирующим контактом разделяет эти две функции, размещая очень тонкий оксидный слой между кремнием и легированным слоем, так что контактная область обрабатывается иначе, чем остальная поверхность ячейки. Эта структура была разработана и описана для кремниевых солнечных элементов n-типа с целью объединения высокого качества пассивации интерфейса с превосходным переносом носителей заряда. [S1] Более широкое семейство конструкций с пассивирующими контактами для кристаллических кремниевых солнечных элементов является предметом последующей обзорной литературы. [S2]

Основы подложки N-Type

Часть «N-Type» в обозначении относится к подложке. Кремниевые пластины легируются так, чтобы нести заряд определённым образом, и тип легирующей примеси определяет, описывается ли пластина как n-тип или p-тип; ячейки, построенные на подложках n-типа, описываются соответственно. Тип подложки — документированное свойство конструкции ячейки, и он взаимодействует с остальной структурой ячейки и с процессом производства модуля. Покупателям следует подтверждать тип подложки и технологию ячейки по документации самого поставщика, а не выводить их из названия продукта. [S1] [S3]

Конкретные показатели производительности — КПД, температурные коэффициенты, результаты деградации или допущения по выработке — намеренно вынесены за рамки этой статьи. Там, где эти показатели важны для проекта, они должны браться из технической документации поставщика с указанием применимых условий испытаний.

Что должны оценить покупатели проектов

Поведение характеристик в реальных условиях

Значения в даташите приводятся для определённых лабораторных условий испытаний, тогда как на реальных площадках наблюдаются изменчивые инсоляция, температура, угол и загрязнение. Покупателям следует попросить поставщика указать условия испытаний, лежащие в основе полученных цифр, и то, как модуль, как ожидается, будет вести себя вне этих условий, чтобы эти числа можно было внести в собственные расчётные допущения проекта с нужными оговорками.

Надёжность и долговременное поведение

Модули рассчитаны на длительную службу, поэтому разговор о надёжности касается того, как поставщик характеризует долгосрочное поведение, какие испытания и процессы качества стоят за продукцией и как поставщик документирует эти процессы. Покупатели могут запрашивать исходные материалы, а не итоговую фразу. Также стоит спросить, как поставщик обрабатывает отклонение, обнаруженное после отгрузки: кто проводит расследование, какие записи создаются и как выявляются и заменяются затронутые единицы.

Поставка и коммерческая непрерывность

Выбор модуля — это также решение по цепочке поставок. Сроки поставки, минимальные объёмы заказа, наличие совместимых компонентов, документация и поддержка на рынке назначения, а также способность поставщика обслуживать проект в течение всего графика поставки — всё это влияет на риск. Покупателям следует запросить, чтобы эти пункты были подтверждено в письменной форме до того, как модуль будет внесён в спецификацию.

Подбор систем и совместимость

Модули не работают в одиночку. Инверторы, монтажные конструкции, проектирование струн, прокладка кабелей и оборудование мониторинга взаимодействуют с электрическими и физическими характеристиками модуля. Совместимость следует подтверждать с поставщиками инверторов и монтажных систем, а не предполагать по заголовку даташита.

Где выбор модуля стоит в планировании проекта

Выбор модуля — лишь одно решение внутри более крупного процесса. Последовательность, которая обычно работает, такова: определить площадку и потребность в энергии, задать архитектуру системы, определить, что модуль должен делать внутри этой архитектуры, и только затем сравнить продукты. Работа в таком порядке снижает риск выбрать модуль ради яркой строчки в техническом описании и затем подстраивать под него всю остальную систему.

Для международных проектов добавьте в список документацию и поддержку. Рынок назначения может требовать определённой документации, языка, упаковки или логистических решений, и всё это легче подтвердить до заказа, чем после.

Вопросы, которые стоит задать поставщику

Какая документация доступна по производительности, испытаниям и долговременному поведению и кто её подготовил?
Как контролируется качество продукции в процессе производства и какие записи сопровождают поставку?
Какую технологию ячейки и подложку использует модуль и как это указано в даташите?
Каков срок поставки требуемого количества и как он защищён?
С какими инверторами и монтажными системами использовался этот модуль и какую информацию о совместимости можно предоставить?
Кто обеспечивает техническая поддержка на рынке назначения, на каком языке и по какому каналу?
Что происходит, если модуль или партия признаны отличающимися от спецификации?

Чёткие, конкретные ответы на эти вопросы информативнее любой броской цифры.

Технические источники

S1 — Feldmann, F.; Bivour, M.; Reichel, C.; Hermle, M.; Glunz, S. W. «Пассивированные тыльные контакты для высокоэффективных кремниевых солнечных элементов n-типа, обеспечивающие высокое качество пассивации интерфейса и превосходные транспортные характеристики», Журнал Solar Energy Materials and Solar Cells, т. 120, с. 270–274, Elsevier, 2014. DOI: 10.1016/j.solmat.2013.09.017
S2 — Allen, T. G.; Bullock, J.; Yang, X.; Javey, A.; De Wolf, S. «Пассивирующие контакты для кристаллических кремниевых солнечных элементов», Журнал Nature Energy, т. 4, с. 914–928, Nature Portfolio, 2019. DOI: 10.1038/s41560-019-0463-6
S3 — Philipps, S., Warmuth, W. Отчёт по фотовольтаике, Институт систем солнечной энергетики Фраунгофера ISE (институциональное техническое исследование, периодически обновляется): https://www.ise.fraunhofer.de/en/publications/studies/photovoltaics-report.html