Μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία είναι αυτή που οι εμπειρογνώμονες της Ασίας καλούν συχνά το TOPCon. Για να αποφευχθεί η παρεξήγηση: Στην Ευρώπη, η συντομογραφία, που σημαίνει "Passivated Contact Tunnel Oxide", συνδέεται περισσότερο με την ανάπτυξη της Fraunhofer ISE - μια ιδιαίτερη παραλλαγή της τάσης.
Για την ιδέα, για να μειωθούν οι απώλειες ανασυνδυασμού από τις μεταλλικές επαφές και την επιφάνεια πυριτίου των κυττάρων, εισάγεται ένα λεπτό στρώμα οξειδίου, επιπλέον του πολύ-προσροφημένου πολυκρυσταλλικού πυριτίου μεταξύ των μεταλλικών επαφών και της γκοφρέτας.
Οι φορείς, δηλαδή τα ηλεκτρόνια και οι κύστες, μπορούν να διέλθουν, λόγω κβαντο-φυσικών φαινομένων. Αυτό καθιερώνει την επαφή, ενώ το δισκίο είναι παθητικοποιημένο καλύτερα και οι απώλειες ανασυνδυασμού μειώνονται σημαντικά σε σύγκριση με την τυπική τεχνολογία.
Η αποτελεσματικότητα ενός κυττάρου σχετίζεται πάντοτε με την ισορροπία της δημιουργίας μιας καλής επαφής με χαμηλή αντίσταση επαφής και την αποφυγή απωλειών ανασυνδυασμού που συμβαίνουν σε όλες τις περιοχές που έρχονται σε επαφή με μέταλλα.
Στις τυποποιημένες επαφές, οι οποίες συνίστανται από καθαρή μεταλλοποίηση στον δίσκο, οι απώλειες είναι υψηλές. Οι τεχνολογίες εκλεκτικών εκπομπών μειώνουν ήδη αυτές τις απώλειες στις εμπρόσθιες επαφές, αυξάνοντας το ντόπινγκ επιλεκτικά κάτω από το μέταλλο.
Το TOPCon είναι το επόμενο βήμα: Ως πρόσθετο δώρο, το στρώμα οξειδίου παθητικοποιεί ταυτόχρονα ολόκληρη την επιφάνεια δισκίου πυριτίου, εάν είναι πλήρως επικαλυμμένο.
"Ο κύριος εξοπλισμός για τη δημιουργία δομών TOPCon υπάρχει ήδη", δήλωσε ο Guangyao Jin, επικεφαλής επιστήμονας για τις μεταλλοποιήσεις της Solamet στη DuPont Photovoltaic Solutions, με έδρα τη Σαγκάη. Πράγματι, όλες οι εναποθέσεις χημικών ατμών χαμηλής πίεσης (LPCVD), η εναπόθεση χημικών ατμών (PECVD) με ενισχυμένο πλάσμα (PECVD) ή ακόμη και η εναπόθεση χημικών ατμών υπό πίεση ατμόσφαιρας (APCVD) θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν.
Το δικαίωμα κυτταρικής απόδοσης του TOPCon υπόσχεται ότι εξαρτάται ιδιαίτερα από την πάστα μεταλλοποίησης, η οποία θα καθορίσει εάν η τεχνολογία μπορεί να μεταφερθεί ή όχι σε οικονομικά αποδοτική μαζική παραγωγή, δήλωσε ο Jin. «Σήμερα, η μεταλλοποίηση είναι η συμφόρηση», είπε.
Ο Jin και η ομάδα του συνεργάζονται με τους κατασκευαστές κυψελών για να βοηθήσουν την τεχνολογία να επιτύχει και να παράσχει τις απαραίτητες λύσεις μεταλλοποίησης.
Οι απαιτήσεις για τη μεταλλοποίηση είναι αρκετά διαφορετικές από αυτές για τις τυπικές επαφές. Ενώ για συνήθεις επαφές στη διαδικασία πυροδότησης, το μέταλλο πρέπει να διεισδύσει μέσα από το στρώμα παθητικοποίησης και να αγγίξει το δίσκο πυριτίου, με το TOPCon, πρέπει να παραμείνει πάνω από το στρώμα οξειδίου.
Για τα κύτταρα τύπου n, αυτό λειτουργεί ήδη καλά. Η Jin εκτιμά ότι το επόμενο έτος, πάνω από 1,5 GW παραγωγικής ικανότητας τύπου n θα αναβαθμιστεί σε TOPCon στην Κίνα.
Για κυψέλες τύπου n που χρησιμοποιούν τεχνολογία TOPCon, έχουν επιτευχθεί βελτιώσεις αποτελεσματικότητας άνω του 23%, δήλωσε, αν και η μέση απόδοση είναι ακόμα ελαφρώς χαμηλότερη. "Τώρα το καθήκον είναι να αυξηθεί η μέση απόδοση με συμβατά ποσοστά απόδοσης σε σχέση με το μονοπώλιο PERC", συνέχισε.
Για την τεχνολογία p-PERC mono, η οποία σήμερα κατέχει μερίδιο αγοράς περίπου 30%, εξακολουθεί να είναι συζητήσιμο εάν και πότε θα εισαχθεί το TOPCon σε μεγαλύτερη κλίμακα.
Εδώ φαίνεται πιο δύσκολο να δοθούν συγκεκριμένοι αριθμοί για το δικαίωμα αποτελεσματικότητας στη μαζική παραγωγή. "Το δικαίωμα όταν υιοθετούμε το TOPCon σε τύπο p υποτίθεται ότι είναι λίγο χαμηλότερο από τον τύπο n", δήλωσε ο Jin. Ωστόσο, στις προσφορές που σχετίζονται με το πρόγραμμα κινεζικών Top Runner, ένας νικητής έχει εφαρμόσει την τεχνολογία TOPCon τύπου p. Η εγκατάσταση αναμένεται να πραγματοποιηθεί το 2019.
Στο τέλος, το κόστος που συνδέεται με οποιαδήποτε αύξηση της αποδοτικότητας θα καθορίσει εάν θα υιοθετηθεί ή όχι η τεχνολογία. Για παράδειγμα, το mono PERC έχει χαμηλότερο κόστος παραγωγής ανά watt από το κανονικό πολλαπλάσιο, σύμφωνα με την τελευταία έκθεση του Bloomberg. Ως εκ τούτου, δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι η ζήτηση για αναβάθμιση των γραμμών παραγωγής είναι σήμερα υψηλή.
Επίσης, έρχεται η τεχνολογία εκλεκτικών εκπομπών. Η Jin εκτιμά ότι μέχρι το τέλος του επόμενου έτους θα έχουν αναβαθμιστεί περίπου τα 20 GW της παραγωγικής ικανότητας μονοκυψελών PERC.
Είτε έρχεται το TOPCon είτε όχι, "δεν υπήρξαν τόσες πολλές επιλογές για τους προγραμματιστές κυττάρων", δήλωσε ο Jin. Για παράδειγμα, η ετερόπλευρη σύνδεση μπορεί να ανταγωνιστεί το TOPCon, αν και έχει το μειονέκτημα ότι δεν μπορεί να ανεχθεί τις υψηλές θερμοκρασίες που χρησιμοποιούνται σε υπάρχοντα συμβατικά διαλύματα μεταλλοποίησης.
Η τεχνολογία για τη νέα μέθοδο παθητικοποίησης αναπτύχθηκε επίσης από την Centrotherm σε συνεργασία με το γερμανικό ερευνητικό ίδρυμα ISFH. Χρησιμοποιούν τον όρο POLO (Poly-Si-on-Oxide).
Ο Γερμανός κατασκευαστής εξοπλισμού δήλωσε στην Energy Taiwan 2018 ότι επιστρέφει με μια τεχνολογία για την αναβάθμιση του PERC - μια επιχείρηση που κυριαρχείται από την Meyer Burger με έδρα την Ελβετία.
