สถานะการวิจัยและโอกาสของเซลล์แสงอาทิตย์ TOPCon
ในบรรดาเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ส่วนแบ่งการตลาดเซลล์แสงอาทิตย์ของเซลล์ซิลิคอนผลึกมีถึงประมาณ 90% จนถึงปัจจุบัน เซลล์แสงอาทิตย์ชนิด monocrystalline silicon เป็นผู้นำในเซลล์ผลึกซิลิกอน และประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ก็เหมือนกับเซลล์แสงอาทิตย์แบบแยกเดี่ยว ระดับชั้นนำที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในปัจจุบันได้ถึง 26.6%
Monocrystalline silicon เป็นตัวเลือกในอุดมคติสำหรับการเตรียมเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพสูง โดยมีลักษณะเฉพาะของโครงสร้างผลึกที่สมบูรณ์แบบ ช่องว่างของแถบความถี่ที่เหมาะสม และปริมาณสำรองที่เพียงพอ นอกจากนี้ ซิลิกอนผลึกเดี่ยวชนิด N ยังมีข้อดีของความบริสุทธิ์สูง สิ่งเจือปนต่ำ ข้อบกพร่องความคลาดเคลื่อนขอบเขตเกรนต่ำ อายุการใช้งานของพาหะส่วนน้อยที่สูง และความต้านทานที่ควบคุมได้ง่าย
การวิจัยในปัจจุบันเกี่ยวกับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดผลึกซิลิกอนที่มีประสิทธิภาพสูงส่วนใหญ่ประกอบด้วยเซลล์แสงอาทิตย์แบบสัมผัสด้านหลังจุดสัมผัส (PERC) แบบ Passivated Emitter เซลล์สุริยะแบบกระจายตัวแบบพาสซีฟกลับ (PERL) เซลล์แสงอาทิตย์แบบซิลิคอนเฮเทอโรจังก์ชัน (SHJ) เซลล์แสงอาทิตย์แบบสัมผัสหลังแบบซิลิคอนเฮเทอโรจังก์ชัน (HBC) ) เซลล์แสงอาทิตย์ เซลล์แสงอาทิตย์ interdigitated back contact (IBC) โซลาร์เซลล์แบบสัมผัสอุโมงค์ออกไซด์ (TOPCon) และเซลล์แสงอาทิตย์โพลีซิลิคอนออกไซด์ Selective passivation contact (POLO) เป็นต้น พื้นที่ขนาดใหญ่ ในการเตรียมการที่มีประสิทธิภาพสูงเป็นพิเศษ สำเร็จไปแล้วกว่า 23% (ดังแสดงในตารางที่ 1)
เมื่อเทียบกับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอน เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์ซิลิคอนมีความเสถียรและประสิทธิภาพการแปลงที่ดี เนื่องจากนวัตกรรมที่ต่อเนื่องของกระบวนการผลิตแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน ต้นทุนการผลิตของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์ซิลิคอนจึงลดลงอย่างต่อเนื่อง และประสิทธิภาพก็ดีขึ้นอย่างต่อเนื่อง
จากการคำนวณการจำลอง ประสิทธิภาพขีดจำกัดของเซลล์แสงอาทิตย์แบบแยกส่วนภายใน (HIT) คือ 27.5% ประสิทธิภาพขีดจำกัดของเซลล์แสงอาทิตย์ PERC คือ 24.5% และเซลล์แสงอาทิตย์ที่อิงตามโครงสร้าง TOPCon มีขีดจำกัดประสิทธิภาพที่สูงกว่า (28.2) % -28.7% ) และยังใกล้เคียงกับประสิทธิภาพขีดจำกัดทางทฤษฎีของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดผลึกซิลิคอนมากที่สุด (29.43%)
เซลล์แสงอาทิตย์ TOPCon มีลักษณะเป็นฟิล์มที่ดีเยี่ยมและเข้ากันได้ดีกับห่วงโซ่อุตสาหกรรม และมีศักยภาพสูง สำหรับชั้นโพลีซิลิคอนที่มีสารเจือหนัก เทคโนโลยี LPCVD และ PECVD ที่มีอยู่มีปัญหาในกระบวนการที่ซับซ้อน มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม และค่าใช้จ่ายสูง และประสิทธิภาพของเซลล์ TOPCon ที่เตรียมโดยวิธีสปัตเตอร์ที่วิจัยใหม่นั้นต่ำกว่าวิธีการแบบเดิมมาก ดังนั้นเราควรสำรวจวิธีการใหม่ๆ ต่อไป วิธีการเตรียมที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและประหยัดพลังงาน
นอกจากนี้ยังมีหลายวิธีในการเตรียมชั้นออกไซด์ซึ่งจำเป็นต้องใช้โดยการเปรียบเทียบทางเศรษฐกิจ การประหยัดพลังงาน การรักษาสิ่งแวดล้อม ความสำเร็จของประสิทธิภาพ ฯลฯ สำหรับวิธีการเตรียมโดยใช้ PECVD พลาสม่า ปัจจุบันใช้เฉพาะ N2O และรูปแบบต่างๆ ก๊าซที่มีออกซิเจนสามารถนำไปใช้ในการวิจัยได้ในอนาคต
