Le celle fotovoltaiche sono classificate in base al materiale del substrato e possono essere suddivise in batterie di tipo P e N. Una batteria di tipo P si riferisce a una batteria con un wafer di silicio di tipo P come substrato, mentre una batteria di tipo N si riferisce a una batteria con un wafer di silicio di tipo N come substrato. I wafer di silicio di tipo P hanno un processo di produzione semplice e a basso costo, mentre i wafer di silicio di tipo N hanno solitamente una lunga durata e possono garantire una maggiore efficienza della batteria, ma il processo è più complesso. Ciò è dovuto principalmente al fatto che la miscibilità del fosforo e del silicio di tipo N dell'elemento di fosforo drogato con silicio è scarsa e la distribuzione è facile e irregolare, mentre il coefficiente di separazione dell'elemento di boro drogato con silicio di tipo P, del boro e del silicio è equivalente, uniformità di dispersione è facile da controllare, il costo è inferiore.Pertanto, al momento, il prodotto principale dell'industria fotovoltaica sono i wafer di silicio di tipo P e le corrispondenti batterie di tipo P sono di più.

Batterie di tipo P: le batterie di tipo P tipiche includono batterie BSF, batterie PERC, batterie PERC+, ecc. Tra queste categorie, compaiono in momenti diversi e la loro valutazione da parte del mercato è diversa. La prima tecnologia di generazione di energia fotovoltaica era basata su batterie BSF, poi la tecnologia delle batterie PERC ha iniziato a sostituire la tecnologia BSF, quindi la tecnologia delle batterie PERC è stata ottimizzata per formare la tecnologia PERC+.

1. Batteria BSF Dopo aver prodotto la giunzione PN delle celle fotovoltaiche in silicio cristallino, lo strato P+ viene preparato depositando una pellicola di alluminio sulla superficie di retroilluminazione del wafer di silicio, formando così un backfield di alluminio. L'alluminio come backfield presenta molti vantaggi, come la riduzione del tasso di coincidenza superficiale e l'aumento dell'assorbimento delle onde lunghe, ma anche l'efficienza di conversione fotoelettrica delle batterie backfield in alluminio presenta alcune limitazioni. In termini di processo, la preparazione di una batteria BSF deve passare attraverso la pulizia e la sfogliatura, la diffusione e l'incollaggio, l'incisione del vetro di silicio defosforizzato, il PECVD, la serigrafia, la sinterizzazione, i test e lo smistamento.Il processo batterie BSF è il processo generale per la preparazione delle celle fotovoltaiche, e quindi l'aggiornamento, su cui si basa questo processo.

2. La batteria PERC si basa sulla tradizionale batteria BSF, aggiungendo la passivazione posteriore e l'avvio del laser in due processi e le prestazioni sono state notevolmente migliorate. L'attrezzatura principale dell'applicazione corrispondente comprende una macchina per la pulizia, una macchina per la spolveratura, un forno a diffusione, una macchina per l'ablazione laser, una macchina per l'incisione, PECVD, un'attrezzatura per la serigrafia, un forno di sinterizzazione, una macchina di prova e selezione, ecc. È necessaria anche una macchina per la pulizia della vasca se la lucidatura posteriore viene aggiunto il processo.

Batteria di tipo N: sebbene le batterie PERC occupino la corrente principale, l'efficienza di conversione fotoelettrica delle batterie di tipo N è maggiore, anche se la difficoltà tecnica è elevata, ma per ridurre i costi e aumentare l'efficienza, le aziende stanno accelerando la ricerca e lo sviluppo. Le batterie di tipo N includono batterie IBC, HJT, HBC e TOPcon. Tra questi, TOPcon e HJT sono le principali vie tecniche e hanno iniziato ad espandere la produzione. IBC e HBC sono ancora in fase sperimentale e di verifica e vengono definite “tecnologie del futuro”.

Batteria 3.TOPcon La struttura della batteria TOPCon può raggiungere una perfetta passivazione sulla superficie della batteria. Utilizza uno strato di ossido ultrasottile ed è drogato con silicio a film sottile, entrambe operazioni efficienti. Infine, il limite teorico dell'efficienza di conversione può raggiungere il 26,6%. Rispetto alla batteria PERC, il processo TOPCon aumenta due collegamenti: diffusione del boro e deposizione dello strato di passivazione del contatto. Un collegamento importante è l'ossidazione e la deposizione del polisilicio di tipo I da parte di LPCVD, che è diviso in due sottocategorie, una è il processo di diffusione completa e l'altra è il processo del fosforo.Un altro grande collegamento è l’ossidazione PECVD e la deposizione del polisilicio di tipo P, che è un processo più breve e che dovrebbe ridurre significativamente i costi ed è anche la direzione di sviluppo della tecnologia.

4. Batteria HJT La batteria HJT, nota anche come batteria a eterogiunzione, è una cella solare ibrida e una batteria a doppia faccia. Rispetto alle batterie PERC e alle batterie TOPCon, il flusso di processo di HJT è notevolmente ridotto, il che aiuta a ridurre i tempi di produzione e a migliorare l'efficienza produttiva. Il suo processo di preparazione comprende probabilmente la pulizia e la fresatura, la deposizione di silicio amorfo, la preparazione della pellicola TCO e la serigrafia. Tra questi, la deposizione di silicio amorfo e la preparazione del film TCO sono due collegamenti chiave ed esistono due metodi di preparazione. Il metodo di deposizione del silicio amorfo è PECVD o CAT-CVD. Rispetto al primo, il secondo ha una qualità filmogena più elevata e un migliore effetto di passivazione sui wafer di silicio, ma la sua uniformità è scarsa e i costi di manutenzione sono elevati.Il metodo utilizzato per preparare la membrana TCO è PVD o RPD. Quest'ultima tecnologia ha una bassa capacità di produzione di attrezzature e un prezzo elevato, e il brevetto è attualmente nelle mani di Sumitomo, in Giappone, ed è protetto da brevetto. Relativamente parlando, è più probabile che il precedente PVD diventi un processo mainstream.

5. Batteria IBC La batteria IBC, chiamata anche batteria a contatto posteriore di tipo interdito, è una delle celle solari ad ampia area ad alta efficienza ed è anche una tipica batteria di tipo N. In questo caso le batterie con contatto posteriore includono batterie MWT, EWT e IBC, l'efficienza di conversione delle batterie MWT ed EWT è limitata in una certa misura e l'efficienza di conversione teorica delle batterie IBC è maggiore. La parte anteriore della batteria IBC non ha una linea di accesso metallica e i componenti sul retro sono simili a un'interfaccia. Questa struttura può aumentare l'area di generazione di energia e migliorare l'efficienza della generazione di energia. Le batterie IBC possono anche essere integrate con la tecnologia delle batterie HJT, ovvero la tecnologia delle batterie HJBC e HBC, e l'efficienza di entrambe ha raggiunto rispettivamente il 25,1% e il 25,6%.

Con la graduale maturità di TOPCon, HJT, IBC e altre tecnologie, che si avvicinano al limite teorico della loro efficienza di conversione fotoelettrica, l'industria ha iniziato a cercare una nuova generazione di tecnologia fotovoltaica. Se quanto sopra sono tutte batterie al silicio cristallino, secondo un altro standard ci sono batterie a film sottile.

I moduli fotovoltaici alla perovskite sono uno di questi, che utilizzano semiconduttori agli alogenuri metallici di tipo perovskite come materiali di strato che assorbono la luce per assorbire i fotoni, generare coppie di elettroni e alimentare le batterie. All'inizio la perovskite veniva definita un minerale metallico. Allo stato attuale, la perovskite si riferisce generalmente a cristalli ionici con la stessa o simile struttura cristallina del titanato di calcio.Come materiale di conversione fotoelettrica, presenta i seguenti vantaggi: in primo luogo, l'efficienza di conversione fotoelettrica è molto elevata, negli ultimi dieci anni l'efficienza delle celle di perovskite è aumentata dal 3% al 28% e persino i laboratori possono raggiungere una conversione del 31,3% , il tasso di crescita è molto superiore alla velocità di sviluppo delle batterie a base di silicio, 13 anni per completare lo sviluppo delle batterie a base di silicio per 40 anni. In secondo luogo, il costo di produzione del materiale è basso e il metodo di sintesi è semplice. In terzo luogo, è possibile ottenere una regolazione libera del gap della banda di assorbimento, aumentando così l'efficienza di utilizzo dell'energia luminosa e, addirittura, si prevede che l'efficienza finale della batteria laminata superi il 40%.Tuttavia, l'attuale preparazione su larga scala della tecnologia dello strato di perovskite non è matura e la stabilità del materiale non è sufficiente, se si desidera un'ulteriore industrializzazione, ma è anche necessario svolgere ricerche più approfondite sulle prestazioni e sulla stabilità del dispositivo.

In sintesi:

Dal punto di vista dell’attuale modello di concorrenza di mercato, poiché il processo è in linea con la tecnologia Perc tradizionale nell’era del tipo P, la tecnologia TOPcon ha naturalmente presentato un’elevata certezza a breve termine e, dal punto di vista di SENC, è un grande probabilità e un volume elevato. La tecnologia dirompente rappresentata da HJT presenta molti vantaggi in termini di prestazioni, ma la linea di produzione, il processo e l’era Perc non sono collegati e la produzione su larga scala non è economica per i principali produttori di batterie. Essendo una tecnologia a livello di piattaforma, HJT si integra più facilmente con la tecnologia delle batterie alla perovskite di prossima generazione per formare batterie laminate.Allo stato attuale, la tecnologia HJT e TOPCon nella produzione di batterie è entrata nella fase di battaglia vera e propria, quale delle due è migliore, la voce del mercato non è unanime. Nel complesso, la tecnologia TOPcon presenta evidenti vantaggi a breve termine e HJT ha un potenziale maggiore in futuro. Il percorso tecnologico delle batterie di tipo N è chiaro, ma se può essere raggiunto e il ritmo di implementazione è ancora incerto, se la riduzione dei costi è inferiore al previsto, ciò potrebbe indurre i produttori a valle a ritardare i piani di spesa in conto capitale, il che influenzerà il breve periodo. performance a lungo termine di tali produttori di apparecchiature.Esistono anche percorsi tecnici diversi a seconda della diversa composizione della domanda di apparecchiature, l'iterazione della tecnologia influirà sulla domanda di apparecchiature del produttore e quindi influenzerà anche le prestazioni del produttore. In breve, l’iterazione fa sì che la tecnologia continui a migliorare e che i prodotti continuino a ridurre i costi e ad aumentare l’efficienza, ma anche i produttori corrispondenti dovranno affrontare molti rischi.