TOPCon技術は太陽電池効率をさらに向上させる

- Oct 09, 2018-

1つの有望な技術はアジアの専門家がしばしばTOPConと呼ぶものです。 誤解を避けるために:ヨーロッパでは、「Tunnel Oxide Passivated Contact」を表す略語は、フラウンホーファーISEの開発と関連性があります。


その概念のために、金属接点とセルのシリコン表面とからの再結合損失を減らすために、金属接点とウエハとの間に高濃度ドープ多結晶シリコンに加えて薄い酸化物層が導入される。


キャリア、すなわち電子とホールは、量子物理現象のために通り抜けることができる。 これにより接触が確立され、一方ウエハはより不動態化され、そして再結合損失は標準的な技術と比較して著しく減少する。


セルの効率は常に、低い接触抵抗で良好な接触を確立し、すべての金属接触領域で発生する再結合損失を回避することとのバランスに関係しています。


ウエハ上の純粋なメタライゼーションからなる標準的な接点では、損失が大きい。 選択的エミッタ技術は、金属の下で選択的にドーピングを増加させることによって、前面コンタクトに関するこれらの損失を既に低減している。


TOPConは次のステップです。追加の贈り物として、酸化物層が完全にコーティングされている場合、シリコンウェハ表面全体を同時に不動態化します。


上海に拠点を置くDuPont Photovoltaic SolutionsのSolametメタライゼーション担当チーフサイエンティスト、Guangyao Jin氏は、次のように述べています。 実際、低圧化学気相成長法(LPCVD)、プラズマ化学気相成長法(PECVD)、さらには大気圧化学気相成長法(APCVD)さえも全て利用することができる。


TOPConが約束するセル効率保証は、技術が費用対効果の高い大量生産に移転できるかどうかを決定するメタライゼーションペーストに特に依存する、とJinは述べた。 「今日、メタライゼーションがボトルネックになっています」と彼は言いました。


Jinと彼のチームは、技術の成功を助け、必要なメタライゼーションソリューションを提供するためにセルメーカーと協力しています。


メタライゼーションの要件は、標準接点の要件とはまったく異なります。 焼成プロセスの標準的な接点では、金属はパッシベーション層を貫通してシリコンウェハに接触する必要がありますが、TOPConでは、酸化物層の上に留まる必要があります。


n型セルの場合、これはすでにうまく機能しています。 Jinは、来年、1.5 GW以上のn型生産能力が中国のTOPConにアップグレードされると推定している。


TOPConテクノロジを使用したn型セルでは、平均効率はまだわずかに低いものの、すでに23%を超える効率が達成されています。 「今の課題は、PERCモノラルと比較して、互換性のある歩留まり率で平均効率を上げることです」と彼は続けました。


現在約30%の市場シェアを保持しているp-PERCモノテクノロジーについては、TOPConが大規模に導入されるかどうか、そしていつ導入されるかは依然として議論の余地があります。


ここでは、大量生産における効率保証のために具体的な数値を提供することはより難しいように思われます。 「TOPConをp型に採用する際の権利は、n型よりも少し低いと思われます」とJin氏は述べています。 しかし、中国のトップランナープログラムに関連する入札では、1人の勝者がp型TOPCon技術を採用しています。 インストールは2019年に実現される予定です。


結局、効率性の向上に伴うコストによって、テクノロジが採用されるかどうかが決まります。 例えば、最新のブルームバーグ報告によれば、モノラルPERCは標準マルチよりワットあたりの生産コストが低いという。 このように、生産ラインをアップグレードする需要が現在高いことは不思議ではありません。


選択的エミッタ技術もやってくる。 Jinは、来年末までに、約20 GWのPERCモノセル生産能力がすでにアップグレードされると予測しています。


TOPConが出てくるかどうかに関係なく、「セル開発者にとってそれほど多くの選択肢はありませんでした」とJinは言いました。 例えば、ヘテロ接合はTOPConと競合する可能性があるが、それは既存の従来の金属化溶液で使用される高温に耐えることができないという欠点を有する。


新しい不動態化法の技術も、Centrothermがドイツの研究所ISFHと共同で開発しました。 彼らは、POLO(Poly-Si-on-Oxide)という用語を使用しています。


ドイツの機器メーカーはEnergy Taiwan 2018で、スイスを拠点とするMeyer Burgerが長い間支配していたPERCのアップグレード技術に戻ってきたと語った。