M10 MBB、N-Tpye TopCon 108 ハーフセル 420W-435W ソーラーモジュール

TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) 太陽電池は、従来の太陽電池設計を大幅に改善した高効率太陽光発電技術です。TOPCon セルの設計には、薄いシリコン コンタクト層とエミッタ層の間に配置されたトンネル酸化層が含まれます。トンネル酸化層は、電荷キャリアがシリコンコンタクト層からエミッタ層に移動するための低抵抗経路を提供し、それによってエネルギー変換効率が向上します。

TOPCon 太陽電池の基本構造は、上部に薄い n 型シリコン層が置かれた p 型シリコン基板で構成されています。これに、通常は厚さ 5 ナノメートル未満のトンネル酸化物の薄い層が続きます。トンネル酸化層の上には、太陽電池のエミッタを形成する n 型ドープ層があります。最後に、生成された電荷キャリアを収集するために、金属コンタクト グリッドがセルの前面に配置されます。

TOPCon 太陽電池の主な利点の 1 つは、トンネル酸化物の高いパッシベーション品質です。この質量により、励起された電荷キャリアの再結合サイトが減り、エネルギー損失が減少し、効率が向上します。さらに、トンネル酸化層によって提供される低抵抗パスにより、シリコンコンタクト層からエミッタへの効率的なキャリア輸送が可能になり、効率がさらに向上します。

TOPCon テクノロジーのもう 1 つの利点は、前面フィールドが存在しないことです。従来の太陽電池には、電荷キャリアの移動を促進するために前面に高濃度にドープされた領域が含まれることが多く、その結果、効率が低下します。TOPCon 設計は、トンネル酸化物を通過するキャリア輸送を促進することでこの問題を解決し、それによって性能を向上させます。

効率の点では、TOPCon 太陽電池は実験室環境で 25.0% という世界記録の変換効率を達成しました。これに対し、従来のシリコン太陽電池の最高効率は 23.4% でした。この効率の向上は、エネルギー出力の増加と太陽光発電コストの削減につながります。

TOPCon 太陽電池は耐久性と安定性も優れています。トンネル酸化層はシリコン表面を効果的に不動態化し、時間の経過に伴うキャリア寿命の劣化を軽減します。これにより、従来の太陽電池設計よりも寿命が長くなり、メンテナンスコストが低くなります。

TOPCon の設計の主な課題の 1 つは、トンネル酸化層の製造に伴う複雑さがさらに増大することでした。このプロセスは、従来の太陽電池設計を作成するよりも高価で時間がかかる可能性があります。ただし、効率の向上とメンテナンスコストの削減の可能性により、この技術は大規模な太陽電池生産にとって魅力的な選択肢となります。

全体として、TOPCon 太陽電池は太陽光発電技術の主要な発展を表しており、効率、耐久性、安定性の点で多くの利点を提供します。生産コストが下がり続け、効率が向上するにつれて、TOPCon 太陽電池は太陽光発電にとってますます一般的で望ましい選択肢になる可能性があります。