- مقدمة إلى الخلايا
(1) نظرة عامة:الخلايا هي المكونات الأساسية للتوليد الطاقة الضوئية، ويؤثر مسارها الفني ومستوى العملية بشكل مباشر على كفاءة توليد الطاقة وعمر خدمة الوحدات الكهروضوئية.تقع الخلايا الكهروضوئية في الروافد الوسطى لسلسلة صناعة الخلايا الكهروضوئية.وهي عبارة عن صفائح رقيقة من أشباه الموصلات يمكنها تحويل طاقة ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية يتم الحصول عليها عن طريق معالجة رقائق السيليكون المفردة/المتعددة البلورية.
مبدأتوليد الطاقة الضوئيةيأتي من التأثير الكهروضوئي لأشباه الموصلات.من خلال الإضاءة، يتم إنشاء فرق الجهد بين الأجزاء المختلفة في أشباه الموصلات المتجانسة أو أشباه الموصلات المدمجة مع المعادن.يتم تحويلها من الفوتونات (موجات الضوء) إلى إلكترونات ومن الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية لتكوين جهد كهربائي.والعملية الحالية.لا تستطيع رقائق السيليكون المنتجة في الوصلة الأولية توصيل الكهرباء، وتحدد الخلايا الشمسية المعالجة قدرة توليد الطاقة للوحدات الكهروضوئية.
(2) التصنيف:من وجهة نظر نوع الركيزة، يمكن تقسيم الخلايا إلى نوعين:خلايا من النوع P وخلايا من النوع N.يمكن لتطعيم البورون في بلورات السيليكون أن يصنع أشباه الموصلات من النوع P؛يمكن لتطعيم الفوسفور أن يصنع أشباه الموصلات من النوع N.المادة الخام للبطارية من النوع P هي رقاقة السيليكون من النوع P (المطعمة بالبورون)، والمواد الخام للبطارية من النوع N هي رقاقة السيليكون من النوع N (المطعمة بالفوسفور).تشتمل الخلايا من النوع P أساسًا على BSF (خلية المجال الخلفي التقليدية المصنوعة من الألومنيوم) وPERC (الباعث السلبي والخلية الخلفية)؛تعد الخلايا من النوع N حاليًا أكثر التقنيات شيوعًاTOPCon(اتصال التخميل لطبقة أكسيد الأنفاق) وHJT (وصلة متجانسة ذات طبقة رقيقة داخلية).تقوم البطارية من النوع N بتوصيل الكهرباء من خلال الإلكترونات، ويكون التوهين الناتج عن الضوء الناتج عن زوج ذرة البورون والأكسجين أقل، وبالتالي فإن كفاءة التحويل الكهروضوئي أعلى.
3. مقدمة لبطارية PERC
(1) نظرة عامة: الاسم الكامل لبطارية PERC هو "بطارية الباعث والتخميل الخلفي"، وهي مشتقة بشكل طبيعي من هيكل AL-BSF لبطارية المجال الخلفي التقليدية المصنوعة من الألومنيوم.من وجهة نظر هيكلية، فإن الاثنين متشابهان نسبيًا، وتمتلك بطارية PERC طبقة تخميل خلفية واحدة فقط أكثر من بطارية BSF (تقنية بطاريات الجيل السابق).يسمح تكوين كومة التخميل الخلفي لخلية PERC بتقليل سرعة إعادة التركيب للسطح الخلفي مع تحسين انعكاس الضوء للسطح الخلفي وتحسين كفاءة تحويل الخلية
(2) تاريخ التطوير: منذ عام 2015، دخلت بطاريات PERC المحلية مرحلة من النمو السريع.في عام 2015، وصلت القدرة الإنتاجية لبطاريات PERC المحلية إلى المركز الأول في العالم، وهو ما يمثل 35% من القدرة الإنتاجية العالمية لبطاريات PERC.وفي عام 2016، قاد "برنامج أفضل عداء للطاقة الكهروضوئية" الذي نفذته إدارة الطاقة الوطنية البداية الرسمية للإنتاج الصناعي الضخم لخلايا البيرك في الصين، بمتوسط كفاءة بلغ 20.5%.يمثل عام 2017 نقطة تحول بالنسبة لحصة السوقالخلايا الضوئية.بدأت الحصة السوقية للخلايا التقليدية في الانخفاض.وارتفعت حصة سوق خلايا PERC المحلية إلى 15%، وزادت طاقتها الإنتاجية إلى 28.9 جيجاوات؛
منذ عام 2018، أصبحت بطاريات PERC هي السائدة في السوق.في عام 2019، سوف يتسارع الإنتاج الضخم لخلايا PERC على نطاق واسع، مع كفاءة إنتاج ضخمة تبلغ 22.3%، وهو ما يمثل أكثر من 50% من القدرة الإنتاجية، متجاوزًا رسميًا خلايا BSF لتصبح تكنولوجيا الخلايا الكهروضوئية الأكثر شيوعًا.وفقًا لتقديرات CPIA، بحلول عام 2022، ستصل كفاءة الإنتاج الضخم لخلايا PERC إلى 23.3%، وستمثل القدرة الإنتاجية أكثر من 80%، وستظل حصة السوق في المرتبة الأولى.
4. بطارية توبكون
(1. الوصف:بطارية توبكون، أي خلية اتصال التخميل لطبقة أكسيد النفق، يتم إعدادها على الجزء الخلفي من البطارية بطبقة رقيقة جدًا من أكسيد النفق وطبقة من طبقة رقيقة من البولي سيليكون المخدر للغاية، والتي تشكل معًا بنية اتصال التخميل.وفي عام 2013، تم اقتراحه من قبل معهد فراونهوفر في ألمانيا.بالمقارنة مع خلايا PERC، يتمثل أحدها في استخدام السيليكون من النوع n كركيزة.بالمقارنة مع خلايا السيليكون من النوع p، يتمتع السيليكون من النوع n بعمر حامل أقلية أطول وكفاءة تحويل عالية وضوء ضعيف.والثاني هو إعداد طبقة التخميل (أكسيد السيليكون الرقيق جدًا SiO2 وطبقة رقيقة من بولي السيليكون المخدر Poly-Si) على الظهر لتشكيل هيكل تخميل تلامسي يعزل المنطقة المنشطات تمامًا عن المعدن، مما قد يؤدي إلى تقليل الجزء الخلفي بشكل أكبر سطح.تعمل احتمالية إعادة تركيب حامل الأقلية بين السطح والمعدن على تحسين كفاءة تحويل البطارية.
وقت النشر: 29 أغسطس 2023