Giải thích về pin mặt trời BC: Cấu trúc, Sự khác biệt, Quy trình sản xuất và Nguyên lý hàn dây
Giới thiệu sản phẩm
Pin mặt trời BC, viết tắt của pin mặt trời tiếp xúc sau, là công nghệ pin silicon tinh thể hiệu suất cao, nơi bộ phát, trường mặt sau và điện cực kim loại đều được đặt ở mặt sau của pin. Dạng cơ bản của nó thường được gọi là IBC, hay tiếp xúc sau xen kẽ pin.
So với pin silicon tinh thể thông thường, đặc điểm dễ thấy nhất của pin BC là không có đường lưới kim loại trên bề mặt trước. Vì mặt trước không bị che bởi thanh cái và ngón tay, nhiều ánh sáng mặt trời hơn có thể chiếu vào bề mặt pin, giảm tổn thất quang học và tăng diện tích phát điện hiệu quả. Đây là lý do pin BC thường được sử dụng cho các module năng lượng mặt trời hiệu suất cao và thẩm mỹ cao.
Điều Gì Làm Pin BC Khác Biệt
Sự khác biệt chính giữa pin BC và pin PERC, TOPCon hoặc HJT không chỉ đơn giản là loại wafer hay một lớp thụ động duy nhất. Ý tưởng cốt lõi của công nghệ BC là cấu trúc: tiếp giáp PN và điện cực kim loại được chuyển sang mặt sau của pin.
Ví dụ, TOPCon thường được thảo luận liên quan đến đế silicon loại N, thụ động mặt trước và cấu trúc tiếp xúc thụ động oxit đường hầm mặt sau. PERC thường dựa trên cải tiến thụ động mặt sau. HJT sử dụng thụ động silicon vô định hình và tiếp xúc dị cấu trúc. Tuy nhiên, BC tập trung vào việc loại bỏ che bóng điện cực mặt trước bằng cách di chuyển cấu trúc thu dòng ra phía sau.
Vì vậy, BC cũng có thể kết hợp với các công nghệ pin khác. Công nghệ BC thuần túy thường được biểu diễn bằng IBC. TOPCon kết hợp BC có thể tạo thành công nghệ TBC; HJT kết hợp BC có thể tạo thành công nghệ HBC. HPBC thường được biết đến là một nhánh liên quan đến IBC loại P, trong khi ABC là viết tắt của công nghệ All Back Contact, thường được thảo luận cùng với các khái niệm thiết kế giảm bạc hoặc không bạc.
Thông số kỹ thuật
Cấu trúc pin BC điển hình
Lấy IBC làm ví dụ, thay đổi cấu trúc quan trọng nhất là cả tiếp xúc PN và điện cực kim loại đều nằm ở mặt sau của pin. Mặt trước chủ yếu dùng để hấp thụ ánh sáng và thụ động, trong khi mặt sau thực hiện tách hạt tải và thu dòng điện thông qua các vùng dương và âm xen kẽ.
| Hạng mục | Mô tả |
|---|---|
| Loại cell | pin mặt trời tiếp xúc sau |
| Lộ trình công nghệ cơ bản | IBC, Interdigitated Back Contact |
| Đặc điểm mặt trước | Không có che khuất lưới kim loại phía trước |
| Đặc điểm mặt sau | Các điện cực dương và âm được bố trí ở mặt sau |
| Thiết kế cấu trúc cốt lõi | Tiếp xúc PN và điện cực kim loại được chuyển ra mặt sau |
| Lợi ích chính | Giảm tổn thất che khuất quang học và cải thiện diện tích hấp thụ ánh sáng hiệu quả |
| Các lộ trình tương thích | IBC, TBC, HBC, HPBC, ABC và các cấu trúc dựa trên BC khác |
| Tác động đến quy trình module | Yêu cầu logic hàn dây khác so với pin PERC, TOPCon và HJT |
Quy trình sản xuất pin IBC
Một quy trình pin IBC điển hình có thể tóm tắt như sau:
Đánh bóng hóa học và loại bỏ lớp hư hại
Khuếch tán ống BBr3
Tạo mặt nạ oxy khô
In lưới mở BSF cục bộ
Khuếch tán ống POCl3
Tạo nhám bề mặt
Thụ động hai mặt
In lưới mở tiếp xúc cục bộ
In lưới kim loại hóa
Thách thức cốt lõi của công nghệ BC là làm thế nào để chuẩn bị các vùng loại p và loại n chất lượng cao ở mặt sau của tế bào theo dạng xen kẽ. Trong quy trình điển hình, một mặt nạ khuếch tán xen kẽ chứa boron có thể được in trên mặt sau. Sau khi khuếch tán, boron đi vào đế loại N và tạo thành vùng p+. Khu vực không có mặt nạ in sau đó có thể tạo thành vùng n+ thông qua khuếch tán phốt pho.
Ở mặt trước, kết cấu hình chóp được sử dụng để tăng cường khả năng giữ ánh sáng, trong khi một trường bề mặt phía trước, thường được gọi là FSF, được hình thành để cải thiện hiệu suất điện. Sự kết hợp giữa quản lý quang học và thu gom hạt tải ở mặt sau là một trong những lý do khiến công nghệ BC hấp dẫn đối với các mô-đun cao cấp.
Ưu điểm kỹ thuật
Không có che khuất lưới kim loại phía trước
Ưu điểm trực tiếp nhất của tế bào BC là bề mặt phía trước không có đường lưới kim loại. Điều này làm giảm tổn thất che khuất và tăng khả năng sử dụng ánh sáng. Về ngoại hình mô-đun, bề mặt phía trước toàn màu đen hoặc gần như đồng nhất cũng có thể mang lại hiệu ứng thị giác sạch hơn, đặc biệt hấp dẫn trong các ứng dụng PV thương mại, công nghiệp và xây dựng phân tán.
Tiềm năng hiệu suất cao hơn
Bởi vì bề mặt phía trước có thể nhận được nhiều ánh sáng tới hơn, tế bào BC có lợi thế về hiệu suất lý thuyết và thực tế mạnh mẽ. Khi kết hợp với các công nghệ thụ động tiên tiến như TOPCon hoặc HJT, cấu trúc BC có thể cải thiện thêm hiệu suất chuyển đổi.
Tích hợp công nghệ linh hoạt
BC không bị giới hạn ở một hướng tế bào duy nhất. Nó có thể hoạt động như một cấu trúc nền tảng và kết hợp với các công nghệ hiệu suất cao khác. Đây là lý do tại sao ngành công nghiệp thảo luận về các hướng như TBC, HBC, HPBC và ABC. Hướng đi chung là giống nhau: giảm tổn thất quang học, cải thiện thu gom hạt tải và tăng công suất đầu ra của mô-đun.
Thiết kế lưới đặc biệt ở mặt sau
Vì cả điện cực dương và âm đều nằm ở mặt sau, bố trí lưới của tế bào BC khá khác biệt so với tế bào thông thường. Ví dụ sau sử dụng đường màu đỏ cho thanh cái dương và đường màu xanh cho thanh cái âm, lấy bố trí mặt sau 18BB làm ví dụ.
Khi các ngón tay mảnh cũng được hiển thị, các ngón tay dương và âm được sắp xếp theo dạng xen kẽ. Các vùng tiếp giáp PN cũng được phân bố theo cách xen kẽ tương tự. Các thanh cái chính thu dòng điện bằng cách băng qua và kết nối với cấu trúc ngón tay tương ứng.
Từ hình ảnh tế bào BC thực tế, chúng ta có thể thấy không chỉ các đường lưới mặt sau, mà còn các điểm PAD ở cả hai bên của nửa tế bào. Các điểm PAD này rất quan trọng cho kết nối điện và thiết kế hàn, đặc biệt trong các cấu trúc kết nối mật độ cao.
Ứng dụng sản phẩm
Nguyên lý hàn chuỗi tế bào BC
Hàn tế bào BC khác với hàn tế bào PERC hoặc TOPCon thông thường. Đối với tế bào lưới hai mặt thông thường, dây hàn thường kết nối từ mặt sau của tế bào này sang mặt trước của tế bào tiếp theo. Trong tế bào BC, cả điện cực dương và âm đều ở mặt sau, vì vậy dây hàn phải tuân theo một đường kết nối khác.
Như thể hiện trong sơ đồ, hàn chuỗi BC thực hiện kết nối nối tiếp các tế bào bằng cách sử dụng dây hàn theo mô hình tuần hoàn và so le giữa hai tế bào liền kề. Điều này khác với phương pháp hàn được sử dụng cho tế bào TOPCon, nơi dây hàn đi từ mặt sau của tế bào này sang mặt trước của tế bào tiếp theo.
Một tế bào đầy đủ có thể được chia thành hai nửa tế bào, A và B. Các điện cực của nửa tế bào A và nửa tế bào B được bố trí đối diện nhau. Trong quá trình hàn chuỗi tế bào BC, dây hàn từ tế bào bắt đầu được kéo đến điện cực âm của nửa tế bào A và sau đó được cắt. Logic kết nối sau đó được lặp lại:
Từ điện cực dương của nửa tế bào A trên tế bào 1 đến điện cực âm của nửa tế bào B trên cùng tế bào
Từ điện cực dương của nửa tế bào B trên tế bào 1 đến điện cực âm của nửa tế bào A trên tế bào 2
Lặp lại chu kỳ trên để hoàn thành kết nối chuỗi tế bào
Trong vùng được đánh dấu, dây hàn thực chất là một dây liên tục. Các màu sắc khác nhau chỉ được sử dụng để làm cho mối quan hệ điện cực dương và âm dễ hiểu hơn. Sơ đồ cho thấy rõ ràng mô hình hàn so le tuần hoàn trên tế bào BC.
Chuỗi tế bào hoàn chỉnh cho thấy cách các dây hàn được bố trí trên nhiều tế bào BC. Loại chuỗi này yêu cầu đặt dây hàn chính xác, kiểm soát lực căng ổn định, định vị chính xác và hiểu biết tốt về mô hình điện cực mặt sau.
Sơ đồ dòng điện hiện tại giải thích thêm về nguyên lý kết nối nối tiếp. Vì đường dẫn dòng điện được hình thành ở mặt sau thông qua việc định tuyến ribbon so le, thiết bị stringing BC và kiểm soát quy trình đòi hỏi khắt khe hơn so với hàn ribbon tiêu chuẩn cho các tế bào truyền thống.
Liên hệ và Mua hàng
Lưu ý thực tế cho Sản xuất Mô-đun BC
Đối với các nhà sản xuất dự định sản xuất mô-đun BC, phần stringing tế bào là một trong những điểm quy trình quan trọng nhất. Thiết kế điện cực mặt sau có nghĩa là không thể sao chép đơn giản logic stringing thông thường. Thiết bị phải hỗ trợ căn chỉnh tiếp xúc mặt sau chính xác, cấp ribbon có kiểm soát, nhiệt độ hàn ổn định và kiểm tra đáng tin cậy sau khi hàn.
Trong sản xuất, các kỹ sư nên chú ý đến độ lệch ribbon, chất lượng mối hàn, nguy cơ nứt tế bào, sự phù hợp điểm PAD và tính nhất quán của đường dẫn dòng điện. Bất kỳ sai lệch nhỏ nào trong hàn mặt sau đều có thể gây ra tăng điện trở, mất công suất hoặc các vấn đề về độ tin cậy sau khi cán màng và vận hành ngoài trời lâu dài.
Quan điểm của Ooitech
Là một nhà cung cấp thiết bị, chúng tôi thấy điều này: Công nghệ BC không chỉ là nâng cấp hiệu suất tế bào, mà còn là thách thức sản xuất mô-đun, đặc biệt là độ chính xác hàn string và kiểm soát kết nối mặt sau. Đối với dây chuyền sản xuất tấm pin mặt trời, chìa khóa là kết hợp thiết kế stringer với mẫu điện cực tế bào BC thực tế, thay vì coi nó như một quy trình TOPCon hoặc PERC đã sửa đổi. Theo quan điểm của chúng tôi, các nhà máy đánh giá mô-đun BC nên xác minh độ ổn định hàn, định tuyến ribbon và hiệu suất EL ở quy mô thí điểm trước khi chuyển sang sản xuất hàng loạt.
