TOPCon so với pin mặt trời BC: So sánh mặt sau

Câu trả lời nhanh: Sự khác biệt giữa TOPCon và back-contact thường được tranh luận ở mặt trước của cell, nơi có thể đo lường được, nhưng phần lớn sự khác biệt thực sự nằm ở mặt sau. TOPCon giữ một busbar mặt trước và sử dụng tiếp xúc passivating ở mặt sau; back-contact chuyển cả hai tiếp xúc cực tính ra mặt sau và loại bỏ hoàn toàn busbar mặt trước, điều này giải phóng toàn bộ bề mặt trước cho ánh sáng nhưng làm cho mẫu mặt sau dày đặc hơn nhiều. Chính mật độ mặt sau đó là yếu tố thay đổi sản xuất: một dây chuyền BC cần keo cách điện giữa các mối nối cực tính đối lập, dụng cụ chặt chẽ hơn tại stringer, và kiểm tra mặt sau mà một dây chuyền TOPCon không yêu cầu theo cùng cách. Các máy trong lớp SS-1500B phục vụ TOPCon, trong khi BC cần dụng cụ tiếp xúc mặt sau chuyên dụng. Lập luận về hiệu suất ở mặt trước là có thật; lập luận về chi phí nằm ở mặt sau.

Sự khác biệt giữa TOPCon và BC thường được tranh luận ở mặt trước của pin, nơi bạn có thể đo lường được. Phần lớn rủi ro sản xuất lại nằm ở mặt sau, nơi bạn phải tìm mới thấy.

PV Cell Technology · Module Manufacturing · bởi Jerry, Ooitech

1. So sánh, trong một bức ảnh

Hình 1: Mặt sau pin TOPCon (trái) bên cạnh mặt sau pin BC (phải). Bề mặt sau của TOPCon là một trường liên tục, phần lớn đồng nhất. Mặt sau của BC được tổ chức thành các vùng điện cực rời rạc.

Pin bên trái cho thấy cấu trúc mặt sau thông thường trông như thế nào: một trường rộng, đều với một nhóm đặc điểm chạy ngang qua. Pin bên phải có cấu trúc khác biệt. Cả điện cực dương lẫn điện cực âm đều nằm trên cùng một bề mặt, đó là lý do hoa văn dày đặc và phân đoạn hơn.

Quan sát duy nhất đó giải thích sự đánh đổi theo BC qua mọi công đoạn sản xuất module.

2. Vì sao BC mua hiệu suất mặt trước bằng tính hai mặt

BC chuyển cả hai cực tính ra mặt sau. Do đó mặt trước của pin không có thanh cái và không có ngón, nên không có kim loại chắn ánh sáng tới và không phải chịu tổn thất do che bóng ở mặt trước. Đó là nguồn gốc lợi thế hiệu suất mặt trước của BC, và đó là lợi thế thực sự.

Cái giá phải trả nằm ở mặt sau. Vì toàn bộ lớp kim loại hóa tập trung trên một bề mặt, mặt sau của pin BC dày đặc các ngón và thanh cái mảnh. Những đường kim loại đó chiếm diện tích lẽ ra thu được bức xạ mặt sau, nên một module BC thu ít ánh sáng từ phía sau hơn một module TOPCon cùng kích thước. Đây là lý do cấu trúc khiến tính hai mặt của BC thấp hơn tính hai mặt của TOPCon, và không có mức tinh chỉnh quy trình nào loại bỏ được điều đó. Đó là hệ quả của thiết kế, không phải khuyết điểm.

3. Vấn đề bố cục điện cực

Hình 2: Cận cảnh mặt sau BC. Vùng được làm nổi bật nằm ở nơi các cấu trúc khác cực tính chạy sát nhau, đúng chỗ mà cách ly phải đảm bảo.

Trên mặt sau TOPCon, các cực tính không bao giờ gặp nhau, vì chúng nằm trên các mặt khác nhau của pin. Trên mặt sau BC, chúng chia sẻ một bề mặt, được sắp xếp thành các vùng: ngón âm, thanh cái âm, ngón dương và thanh cái dương, tất cả xen kẽ trên cùng một mặt phẳng.

Sự kề cận đó chính là vấn đề kỹ thuật. Hai điện cực khác cực tính nằm cách nhau một khoảng ngắn sẽ làm chập pin nếu chúng chạm nhau, dù do lỗi in, quá nhiệt khi hàn, nhiễm bẩn, hay hư hỏng cơ học trong quá trình xử lý. Vật liệu cách điện được in giữa chúng là thứ ngăn điều đó, khiến nó trở thành lớp chức năng chứ không phải lớp bảo vệ thêm.

Chúng tôi trình bày chi tiết về vật liệu và quy trình cho vấn đề này trong vì sao pin mặt trời BC cần keo cách điện ở mặt sau, bao gồm lớp này phải làm gì và cách thi công.

4. Câu hỏi không ai có thể trả lời bằng thử nghiệm trong phòng lab

Một khi cách ly phụ thuộc vào một lớp in phủ, câu hỏi hiển nhiên là lớp đó kéo dài được bao lâu. Bảo hành module kéo dài 25 năm, và môi trường thực địa không hề nhẹ nhàng: nhiệt độ dao động hàng ngày, phơi nhiễm tia cực tím liên tục, ẩm xâm nhập và chu kỳ nhiệt lặp lại đều tác động lên cùng một giao diện.

Lớp cách ly phải giữ được tính cách ly trong suốt thời gian đó. Nó không được nứt, bở, bong tróc hay thoái hóa thành đường dẫn điện. Một pin vừa sản xuất vượt qua kiểm tra đầu vào chỉ chứng minh lớp đó được thi công đúng vào ngày kiểm tra. Nó không chứng minh được gì về năm thứ mười hai.

Đây là nội dung cốt lõi của cuộc tranh luận về độ tin cậy dài hạn xung quanh BC, và đó là cuộc tranh luận chính đáng chứ không phải lời chỉ trích. Ba biến số quyết định kết quả:

Đây là chỗ các nhà cung cấp khác biệt. Các nhà sản xuất dùng công thức chống phong hóa cao với kiểm soát in và đóng rắn chặt chẽ đang mua biên an toàn cho câu hỏi 25 năm. Các nhà sản xuất coi lớp cách ly là một khoản chi phí cần tối thiểu hóa đang mang rủi ro chỉ xuất hiện khi module ra thực địa và ngoài tầm bảo hành.

5. Điều này thay đổi gì trên dây chuyền module

Với một nhà máy lắp ráp module BC, kiến trúc mặt sau thay đổi bốn điều trên sàn.

Không điều nào trong số này khiến BC khó sản xuất hơn về mặt tuyệt đối. Nó khiến cửa sổ quy trình hẹp hơn ở những vị trí cụ thể, có thể nhận diện, và làm tăng chi phí của sự không nhất quán. Điều đó có hệ quả trực tiếp về thiết bị: một dây chuyền chạy định dạng BC cần khả năng kiểm soát hàn và kiểm tra được thiết kế cho cửa sổ hẹp hơn so với cùng dây chuyền đó chạy TOPCon.

6. Cách Giảm Thiểu Rủi Ro

Bốn biện pháp thực tiễn, theo thứ tự mang lại hiệu quả.

• Đánh giá vật liệu cách điện, không phải nhà cung cấp. Yêu cầu dữ liệu UV và độ ẩm-nhiệt trên công thức cụ thể, không phải tuyên bố chung chung "chống PID" hay "cách điện". So sánh các công thức trong toàn bộ dải bạn có thể sử dụng, bao gồm cả nguồn cung cấp thứ hai dự kiến.
• Kiểm soát in và đóng rắn như các thông số quy trình. Độ đồng đều độ dày, độ sắc nét cạnh và lịch trình đóng rắn thuộc kế hoạch kiểm soát quy trình với các giới hạn và hồ sơ, vì lỗi mà chúng ngăn ngừa là vô hình tại trạm.
• Kiểm tra bằng điện, không chỉ bằng quang học. Chụp ảnh EL sau khi ghép chuỗi và sau khi ép laminate, kết hợp với đo I-V theo mã vạch từng module, là điều biến rủi ro tiềm ẩn thành rủi ro có thể phát hiện. Lý do EL là công cụ phù hợp được trình bày trong Đây cũng là lý do các tuyến không cạnh tranh cho cùng một nhà máy. TBC kế thừa độ chín của quy trình TOPCon và phù hợp với các nhà sản xuất đã vận hành dây chuyền poly-Si. HBC phù hợp với những đơn vị có năng lực heterojunction. HIBC là một triết lý thiết kế theo từng khu vực hơn là một cấu hình dây chuyền bạn có thể mua ngay hôm nay. Và IBC độ phức tạp thấp nhắm đến các nhà sản xuất muốn tiếp xúc mặt sau mà không cần xây dựng một quy trình dựa trên quang khắc. Lựa chọn là một hàm của những gì bạn đang vận hành..
• Khớp máy ghép chuỗi với định dạng. Các kết nối liên kết BC đều nằm trên một mặt, nên cấu hình đầu hàn, xử lý dây ribbon và biên dạng nhiệt là đặc thù theo định dạng. Máy SS-1500B tabber stringer của chúng tôi được chỉ định để đáp ứng pin BC, TOPCon và PERC chính vì lý do này, và chúng tôi đã cung cấp năng lực ghép chuỗi BC cho các nhà sản xuất châu Âu bao gồm một nhà sản xuất module Ba Lan.

7. Câu hỏi thường gặp

Tại sao tính lưỡng diện của BC thấp hơn TOPCon?

Vì cả hai điện cực đều nằm ở mặt sau. Lớp kim loại hóa mặt sau chiếm diện tích lẽ ra thu bức xạ mặt sau, nên ít ánh sáng đến pin từ phía sau hơn. TOPCon giữ hai cực ở hai mặt đối diện, để mặt sau tương đối thoáng. Đây là hệ quả cấu trúc của kiến trúc, không phải khác biệt về chất lượng sản xuất.

Lớp cách điện trên pin BC dùng để làm gì?

Nó cách ly các điện cực dương và âm cùng chia sẻ bề mặt sau. Không có nó, bất kỳ tiếp xúc nào giữa các cấu trúc cực đối diện liền kề sẽ làm ngắn mạch pin. Đây là lớp chức năng, không phải lớp phủ tùy chọn.

Có thể chứng minh độ tin cậy 25 năm của lớp đó không?

Không trực tiếp. Các thử nghiệm tăng tốc và kiểm tra đầu vào chứng minh rằng lớp đó đã được áp dụng và chỉ định đúng. Liệu nó có duy trì cách điện trong 25 năm hay không phụ thuộc vào công thức, độ đồng đều in và đóng rắn, và cách chúng chịu đựng dưới UV, độ ẩm và chu kỳ nhiệt. Đó là lý do tại sao thông số kỹ thuật vật liệu và hồ sơ quy trình quan trọng không kém kết quả kiểm tra đầu vào.

BC có cần thiết bị khác với TOPCon không?

Không phải máy khác, mà là cài đặt khác và kiểm soát chặt chẽ hơn ở những vị trí cụ thể: nhiệt độ hàn và cấu hình đầu hàn, xử lý tránh làm nóng một mặt, và kiểm tra có thể phát hiện lỗi điện mà không có dấu hiệu cơ học rõ ràng. Nhiều nền tảng máy ghép chuỗi đáp ứng cả hai định dạng khi được cấu hình đúng.

Mẫu kim loại hóa mặt sau có ảnh hưởng đến kiểm tra EL không?

Nó thay đổi cách bạn đọc hình ảnh. Một điểm ngắn mạch hoặc vùng bị gián đoạn trên mặt sau BC không phải lúc nào cũng tương ứng với khuyết tật thị giác rõ ràng, nên người vận hành cần biết vị trí các cực chạy và mặt sau bình thường trông như thế nào trước khi đánh giá bất thường. Hình ảnh tham chiếu theo định dạng pin nên được lưu giữ tại trạm.

Một nhà máy module mới nên chọn định dạng nào?

Điều đó phụ thuộc vào nơi các module sẽ được lắp đặt. Tính lưỡng diện cao hơn của TOPCon phù hợp với lắp đặt trên mặt đất và trên cao, nơi bức xạ mặt sau có ý nghĩa. Hiệu suất mặt trước của BC phù hợp với các ứng dụng hạn chế diện tích như mái nhà, nơi việc xếp nhiều công suất hơn lên diện tích mái cố định quan trọng hơn lợi ích mặt sau. Câu trả lời đúng là hàm số của việc lắp đặt, không phải chỉ của module.

Suy nghĩ cuối cùng

Bức ảnh mặt sau làm cho sự đánh đổi của BC dễ hiểu theo cách mà bảng dữ liệu không thể. Việc chuyển cả hai cực ra mặt sau đổi lấy hiệu suất mặt trước và mất tính lưỡng diện, đồng thời đưa vào một lớp cách điện in mà hành vi dài hạn không thể chứng minh trong phòng thí nghiệm. Đối với một nhà máy module, điều đó có nghĩa là ba việc cần làm đúng: đánh giá cụ thể vật liệu cách điện, kiểm soát in và đóng rắn như các thông số quy trình có hồ sơ, và kiểm tra bằng điện để lỗi tiềm ẩn trở thành lỗi được phát hiện. Nếu bạn đang cấu hình dây chuyền cho định dạng BC hoặc TOPCon, hãy cho chúng tôi biết định dạng pin, thông số kỹ thuật ribbon và kích thước module mục tiêu, và chúng tôi sẽ chỉ định cấu hình ghép chuỗi và kiểm tra phù hợp.

Liên quan: Tế bào BC tiếp xúc lai: điều mà 28% vẫn còn phải chứng minh — so sánh mặt sau mà kiến trúc này khác biệt so với.

Đọc thêm và dữ liệu nền tảng

Tài liệu tham khảo công khai về chủ đề này, được công bố bởi các tổ chức duy trì lộ trình công nghệ và dữ liệu thị trường của ngành:

• VDMA — Lộ trình Công nghệ Quốc tế cho Quang điện (ITRPV)
• Fraunhofer ISE — Báo cáo Quang điện
• pv magazine — tin tức ngành PV toàn cầu và nội dung kỹ thuật