ความรับผิดชอบด้านบรรณาธิการสำหรับบทความนี้เป็นของ Wuhan Ooi Photoelectric Technology Co., Ltd. เขียนและตรวจสอบโดยทีมบรรณาธิการ Ooitech ดู นโยบายบรรณาธิการ ของเรา สำหรับวิธีที่เราเขียน เราใช้เครื่องมือ AI ที่ใด และวิธีขอแก้ไข
TOPCon กับเซลล์แสงอาทิตย์ BC: การเปรียบเทียบด้านหลัง
สารบัญ
คำตอบสั้น: ความแตกต่างระหว่าง TOPCon และ back-contact มักถูกโต้แย้งกันที่ด้านหน้าของเซลล์ ซึ่งสามารถวัดได้ แต่ความแตกต่างที่แท้จริงส่วนใหญ่อยู่ที่ด้านหลัง TOPCon ยังคงมีบัสบาร์ด้านหน้าและใช้หน้าสัมผัสแบบพาสซีเวตที่ด้านหลัง ส่วน back-contact ย้ายหน้าสัมผัสทั้งสองขั้วไปที่ด้านหลังและเอาบัสบาร์ด้านหน้าออกทั้งหมด ซึ่งทำให้พื้นผิวด้านหน้าทั้งหมดว่างสำหรับรับแสง แต่ทำให้ลวดลายด้านหลังแน่นขึ้นมาก ความหนาแน่นด้านหลังนี้เองที่เปลี่ยนการผลิต: สายการผลิต BC ต้องใช้กาวฉนวนระหว่างรอยต่อขั้วตรงข้าม ต้องใช้เครื่องมือที่แม่นยำกว่าในเครื่องเชื่อมต่อ และต้องมีการตรวจสอบด้านหลังที่สายการผลิต TOPCon ไม่จำเป็นต้องมีในลักษณะเดียวกัน เครื่องจักรในระดับ SS-1500B ให้บริการ TOPCon ขณะที่ BC ต้องใช้เครื่องมือเฉพาะสำหรับหน้าสัมผัสด้านหลัง ข้อโต้แย้งเรื่องประสิทธิภาพที่ด้านหน้าเป็นเรื่องจริง ส่วนข้อโต้แย้งเรื่องต้นทุนอยู่ที่ด้านหลัง
ความแตกต่างระหว่าง TOPCon และ BC มักถูกถกเถียงกันที่ด้านหน้าของเซลล์ ซึ่งคุณสามารถวัดได้ ความเสี่ยงด้านการผลิตส่วนใหญ่อยู่ที่ด้านหลัง ซึ่งคุณต้องค้นหามัน
PV Cell Technology · Module Manufacturing · by Jerry, Ooitech
1. การเปรียบเทียบ ในภาพถ่ายเดียว
Fig. 1: ด้านหลังของเซลล์ TOPCon (ซ้าย) เทียบกับด้านหลังของเซลล์ BC (ขวา) พื้นผิวด้านหลังของ TOPCon เป็นสนามต่อเนื่องที่ค่อนข้างสม่ำเสมอ ส่วนด้านหลังของ BC ถูกจัดเป็นโซนอิเล็กโทรดแยกจากกัน
เซลล์ด้านซ้ายแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างด้านหลังแบบทั่วไปมีลักษณะอย่างไร: สนามกว้างสม่ำเสมอที่มีกลุ่มลักษณะเด่นกลุ่มเดียวพาดผ่าน เซลล์ด้านขวากำลังทำสิ่งที่แตกต่างในเชิงโครงสร้าง ทั้งอิเล็กโทรดบวกและลบอยู่บนพื้นผิวเดียวกันนั้น ซึ่งเป็นเหตุให้รูปแบบมีความหนาแน่นและแบ่งส่วนมากกว่า
ข้อสังเกตเดียวนี้ explains การแลกเปลี่ยนที่ติดตาม BC ไปในทุกขั้นตอนของการผลิตโมดูล
2. เหตุใด BC จึงแลก bifaciality กับประสิทธิภาพด้านหน้า
BC ย้ายทั้งสองขั้วไปด้านหลัง ดังนั้นด้านหน้าของเซลล์จึงไม่มี busbar และไม่มี finger ไม่มีโลหะบังแสงที่เข้ามา และไม่มีการสูญเสียจากการบังเงาที่ด้านหน้า นั่นคือที่มาของข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพด้านหน้าของ BC และมันเป็นข้อได้เปรียบจริง
ราคาที่ต้องจ่ายอยู่ที่ด้านหลัง เนื่องจาก metallisation ทั้งหมดกระจุกตัวอยู่บนพื้นผิวเดียว ด้านหลังของเซลล์ BC จึงแน่นไปด้วย finger และ busbar ละเอียด เส้นโลหะเหล่านั้นกินพื้นที่ซึ่งปกติจะเก็บ irradiance ด้านหลัง ดังนั้นโมดูล BC จึงเก็บแสงจากด้านหลังได้น้อยกว่าโมดูล TOPCon ในรูปแบบเดียวกัน นี่คือเหตุผลเชิงโครงสร้างที่ bifaciality ของ BC ต่ำกว่า bifaciality ของ TOPCon และไม่มีการปรับกระบวนการใดที่กำจัดมันได้ มันเป็นผลจากดีไซน์ ไม่ใช่ข้อบกพร่อง
| TOPCon | BC | |
|---|---|---|
| ตำแหน่งอิเล็กโทรด | ขั้วตรงข้ามบนด้านตรงข้าม | ทั้งสองขั้วบนด้านหลัง |
| การบังแสงด้านหน้า | Finger และ busbar บังแสงด้านหน้า | ไม่มี metallisation ด้านหน้า จึงไม่มีการบังแสงด้านหน้า |
| การเก็บแสงด้านหลัง | ด้านหลังส่วนใหญ่ปลอดจาก metallisation | Metallisation ด้านหลังลดพื้นที่เก็บแสง |
| ขั้นตอนกระบวนการเพิ่มเติม | ไม่มีขั้นตอนเฉพาะสำหรับการแยกขั้ว | วัสดุฉนวนระหว่างอิเล็กโทรดขั้วตรงข้าม |
3. ปัญหาการจัดวางอิเล็กโทรด
Fig. 2: มุมมองใกล้ของด้านหลัง BC บริเวณที่เน้นคือจุดที่โครงสร้างขั้วตรงข้ามอยู่ใกล้กัน ซึ่งเป็นจุดที่ฉนวนต้องทำงาน
บนด้านหลังของ TOPCon ขั้วทั้งสองไม่เคยพบกัน เพราะอยู่คนละด้านของเซลล์ บนด้านหลังของ BC พวกมันใช้พื้นผิวเดียวกัน จัดเรียงเป็นโซน: finger ลบ, busbar ลบ, finger บวก และ busbar บวก ทั้งหมดสลับกันบนระนาบเดียวกัน
ความใกล้ชิดนั้นคือปัญหาทางวิศวกรรม อิเล็กโทรดสองขั้วตรงข้ามที่อยู่ห่างกันเล็กน้อยจะทำให้เซลล์ลัดวงจรหากสัมผัสกัน ไม่ว่าจะจากข้อบกพร่องในการพิมพ์ การชุบ solder เกินขอบเขต การปนเปื้อน หรือความเสียหายทางกลระหว่างการจัดการ วัสดุฉนวนที่พิมพ์ระหว่างพวกมันคือสิ่งที่ป้องกันสิ่งนั้น ซึ่งทำให้มันเป็นชั้นที่ทำหน้าที่ ไม่ใช่ส่วนเพิ่มเพื่อการป้องกัน
เราครอบคลุมด้านวัสดุและกระบวนการของเรื่องนี้โดยละเอียดใน ทำไมเซลล์แสงอาทิตย์ BC จึงต้องใช้กาวฉนวนที่ด้านหลัง, รวมถึงสิ่งที่ชั้นนี้ต้องทำและวิธีการทา
4. คำถามที่ไม่มีใครตอบได้ด้วยการทดสอบในห้องแล็บ
เมื่อการแยกขึ้นอยู่กับชั้นที่พิมพ์ คำถามที่ชัดเจนคือชั้นนั้นคงทนนานแค่ไหน การรับประกันโมดูลมีอายุ 25 ปี และสภาพแวดล้อมภาคสนามไม่ได้อ่อนโยน: การแกว่งของอุณหภูมิรายวัน การสัมผัสรังสีอัลตราไวโอเลตอย่างต่อเนื่อง การซึมของความชื้น และการหมุนเวียนความร้อนซ้ำๆ ล้วนกระทำต่อส่วนต่อประสานเดียวกัน
ชั้นฉนวนต้องคงความเป็นฉนวนตลอดช่วงเวลานั้น มันต้องไม่แตกร้าว เป็นผง หลุดลอก หรือเสื่อมสภาพเป็นเส้นทางนำไฟฟ้า เซลล์ที่เพิ่งผลิตเสร็จและผ่านการตรวจรับขาเข้าพิสูจน์ว่าชั้นนั้นถูกทาอย่างถูกต้องในวันที่ทดสอบ มันไม่ได้พิสูจน์อะไรเกี่ยวกับปีที่สิบสอง
นี่คือสาระสำคัญของการถกเถียงเรื่องความน่าเชื่อถือระยะยาวรอบ BC และเป็นการถกเถียงที่ยุติธรรมมากกว่าคำวิจารณ์ ตัวแปรสามอย่างตัดสินผลลัพธ์:
| แปรผัน | เหตุใดจึงสำคัญ |
|---|---|
| สูตรวัสดุ | ความต้านทานต่อสภาพอากาศเป็นคุณสมบัติของเคมีภัณฑ์ ซัพพลายเออร์สองรายที่ขาย "insulating glue" อาจห่างกันหลายปีในด้านประสิทธิภาพ UV และ damp-heat |
| การควบคุมการเคลือบ | ความสม่ำเสมอของความหนาและความคมชัดของขอบตัดสินว่าฉนวนต่อเนื่องหรือไม่ การพิมพ์ที่บางหรือขาดตอนคือการลัดวงจรแฝง |
| การบ่ม | วัสดุที่บ่มไม่พอจะคงส่วนประกอบที่ว่องไวและสูญเสียการยึดเกาะ การบ่มมากเกินไปทำให้เปราะ ทั้งสองอย่างทำให้อายุการใช้งานภาคสนามสั้นลง |
นี่คือจุดที่ซัพพลายเออร์แยกจากกัน ผู้ผลิตที่ใช้สูตรทนสภาพอากาศสูงพร้อมการควบคุมการพิมพ์และการบ่มที่เข้มงวดกำลังซื้อ margin กับคำถาม 25 ปี ผู้ผลิตที่มองชั้นฉนวนเป็นรายการต้นทุนที่ต้องลดให้เหลือน้อยที่สุดกำลังแบกความเสี่ยงที่จะไม่ปรากฏจนกว่าโมดูลจะอยู่ในภาคสนามและพ้นการรับประกัน
5. สิ่งนี้เปลี่ยนอะไรบนสายการผลิตโมดูล
สำหรับโรงงานที่ประกอบโมดูล BC สถาปัตยกรรมด้านหลังเปลี่ยนสี่สิ่งบนพื้นที่ผลิต
| พื้นที่ | สิ่งที่เปลี่ยน |
|---|---|
| การต่อแถบ | การเชื่อมต่อทั้งหมดลงบนด้านเดียว ความคลาดเคลื่อนในการวางตำแหน่งและการควบคุมอุณหภูมิการบัดกรีสำคัญมากขึ้น เพราะการบัดกรีเกินขอบเขตใกล้ชั้นฉนวนทำให้เกิดความเสียหายที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า |
| ความเค้นทางกล | การให้ความร้อนกับด้านหนึ่งของเซลล์ในขณะที่อีกด้านหนึ่งเย็นกว่าจะทำให้เกิดการโก่งงอ สาย BC และโมดูลมีความไวต่อปรากฏการณ์นี้มากกว่า ซึ่งครอบคลุมอยู่ใน ทำไมสายเซลล์ BC จึงบิดงอเหมือนเรือ และ ทำไมเซลล์ BC จึงมีแนวโน้มที่จะโก่งงอมากกว่า. |
| การตรวจสอบ | การลัดวงจรระหว่างอิเล็กโทรดที่อยู่ติดกันอาจไม่ปรากฏเป็นข้อบกพร่องทางกล การถ่ายภาพด้วย EL เผยให้เห็นผลลัพธ์ทางไฟฟ้า และจำเป็นต้องอ่านด้วยความรู้ว่าเส้นขั้วไฟฟ้าวิ่งอยู่ตรงไหน |
| การตรวจสอบย้อนกลับ | เนื่องจากรูปแบบความเสียหายเป็นแบบแฝงมากกว่าเกิดขึ้นทันที บันทึกการทดสอบรายโมดูลจึงเป็นวิธีเดียวที่จะตอบข้อเรียกร้องภาคสนามได้ในอีกหลายปีต่อมา |
ไม่มีสิ่งใดในนี้ทำให้ BC ผลิตยากขึ้นในเชิงสัมบูรณ์ มันทำให้หน้าต่างกระบวนการแคบลงในจุดที่ระบุได้เฉพาะเจาะจง และเพิ่มต้นทุนของความไม่สม่ำเสมอ สิ่งนี้ส่งผลโดยตรงต่ออุปกรณ์: สายการผลิตที่ผลิตฟอร์แมต BC ต้องการการควบคุมการบัดกรีและความสามารถในการตรวจสอบที่ปรับขนาดสำหรับหน้าต่างที่แคบกว่าสายเดียวกันที่ผลิต TOPCon
6. วิธีลดความเสี่ยง
มาตรการปฏิบัติสี่ประการ เรียงตามลำดับที่ให้ผลตอบแทน
- รับรองคุณสมบัติวัสดุฉนวน ไม่ใช่ซัพพลายเออร์ ขอข้อมูล UV และความชื้น-ความร้อนบนสูตรเฉพาะ ไม่ใช่คำกล่าวอ้างทั่วไปว่า "anti-PID" หรือ "ฉนวน" เปรียบเทียบสูตรต่างๆ ทั่วช่วงที่คุณอาจใช้ รวมถึงแหล่งสำรองที่วางแผนไว้
- ควบคุมการพิมพ์และการบ่มเป็นพารามิเตอร์กระบวนการ ความสม่ำเสมอของความหนา ความคมชัดของขอบ และตารางการบ่มควรอยู่ในแผนควบคุมกระบวนการพร้อมขีดจำกัดและบันทึก เพราะความเสียหายที่ป้องกันนั้นมองไม่เห็นที่สถานี
- ตรวจสอบทางไฟฟ้า ไม่ใช่แค่ทางแสง การถ่ายภาพ EL หลังการร้อยสายและหลังการลามิเนต จับคู่กับการวัด I-V ต่อบาร์โค้ดโมดูล คือสิ่งที่เปลี่ยนความเสี่ยงแฝงให้เป็นสิ่งที่ตรวจจับได้ เหตุผลที่ EL เป็นเครื่องมือที่เหมาะสมระบุไว้ใน นี่ก็เป็นเหตุผลว่าทำไมเส้นทางต่างๆ จึงไม่ได้แข่งขันกันในโรงงานเดียวกัน TBC สืบทอดความสมบูรณ์ของกระบวนการ TOPCon และเหมาะกับผู้ผลิตที่เดินสายการผลิต poly-Si อยู่แล้ว HBC เหมาะกับผู้ที่มีความสามารถด้านเฮเทอโรจังก์ชัน HIBC เป็นปรัชญาการออกแบบรายภูมิภาคมากกว่าจะเป็นการกำหนดค่าสายการผลิตที่ซื้อได้ในวันนี้ และ IBC ความซับซ้อนต่ำมุ่งเป้าไปที่ผู้ผลิตที่ต้องการ back contact โดยไม่ต้องสร้างกระบวนการที่อิงลิโทกราฟี ทางเลือกนี้เป็นฟังก์ชันของสิ่งที่คุณเดินอยู่แล้ว.
- จับคู่เครื่องร้อยสายกับฟอร์แมต อินเทอร์คอนเนกต์ของ BC อยู่บนด้านเดียวทั้งหมด ดังนั้นการกำหนดค่าหัวบัดกรี การจัดการริบบอน และโปรไฟล์อุณหภูมิจึงจำเพาะต่อฟอร์แมต SS-1500B tabber stringer ของเราถูกกำหนดให้ครอบคลุมเซลล์ BC, TOPCon และ PERC ด้วยเหตุผลนี้อย่างแท้จริง และเราได้ส่งมอบกำลังการผลิตการร้อยสาย BC ให้กับผู้ผลิตในยุโรป รวมถึง ผู้ผลิตโมดูลในโปแลนด์.
7. คำถามที่พบบ่อย
ทำไมค่าไบเฟเชียลลิตี้ของ BC จึงต่ำกว่า TOPCon?
เนื่องจากขั้วไฟฟ้าทั้งสองอยู่ที่ด้านหลัง โลหะด้านหลังกินพื้นที่ซึ่งปกติจะรับรังสีด้านหลัง ดังนั้นแสงจึงส่องถึงเซลล์จากด้านหลังได้น้อยลง TOPCon เก็บขั้วทั้งสองไว้ที่ด้านตรงข้าม ทำให้ด้านหลังค่อนข้างเปิด มันเป็นผลเชิงโครงสร้างของสถาปัตยกรรม ไม่ใช่ความแตกต่างของคุณภาพการผลิต
ชั้นฉนวนบนเซลล์ BC มีไว้ทำอะไร?
มันแยกขั้วบวกและขั้วลบที่ใช้พื้นผิวด้านหลังร่วมกัน หากไม่มีมัน การสัมผัสใดๆ ระหว่างโครงสร้างขั้วตรงข้ามที่อยู่ติดกันจะลัดวงจรเซลล์ มันเป็นชั้นที่ทำหน้าที่ ไม่ใช่สารเคลือบเสริม
ความน่าเชื่อถือ 25 ปีของชั้นนั้นพิสูจน์ได้หรือไม่?
ไม่โดยตรง การทดสอบแบบเร่งและตรวจรับขาเข้าสาธิตว่าชั้นนั้นถูกนำไปใช้และกำหนดสเปกอย่างถูกต้องหรือไม่ ว่ามันจะคงความเป็นฉนวนได้ 25 ปีหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับสูตร ความสม่ำเสมอของการพิมพ์ และการบ่ม และว่าสิ่งเหล่านั้นทนต่อ UV ความชื้น และการหมุนเวียนความร้อนได้อย่างไร นั่นคือเหตุผลที่ข้อกำหนดวัสดุและบันทึกกระบวนการมีความสำคัญพอๆ กับผลการทดสอบขาเข้า
BC ต้องการอุปกรณ์ต่างจาก TOPCon หรือไม่?
ไม่ใช่เครื่องจักรที่ต่างกัน แต่เป็นการตั้งค่าที่ต่างกันและการควบคุมที่แน่นหนากว่าในจุดเฉพาะ: อุณหภูมิการบัดกรีและการกำหนดค่าหัวบัดกรี การจัดการที่หลีกเลี่ยงการให้ความร้อนด้านเดียว และการตรวจสอบที่สามารถตรวจจับความผิดพลาดทางไฟฟ้าที่ไม่มีร่องรอยทางกลที่มองเห็นได้ แพลตฟอร์มเครื่องร้อยสายหลายตัวครอบคลุมทั้งสองฟอร์แมตเมื่อกำหนดค่าอย่างถูกต้อง
รูปแบบโลหะด้านหลังส่งผลต่อการตรวจสอบด้วย EL หรือไม่?
มันเปลี่ยนวิธีที่คุณอ่านภาพ การลัดวงจรหรือบริเวณที่ขาดตอนบนด้านหลังของ BC ไม่ได้สอดคล้องกับข้อบกพร่องทางสายตาที่ชัดเจนเสมอไป ดังนั้นผู้ปฏิบัติงานจำเป็นต้องรู้ว่าเส้นขั้วไฟฟ้าวิ่งอยู่ตรงไหนและด้านหลังปกติมีลักษณะอย่างไรก่อนตัดสินความผิดปกติ ภาพอ้างอิงตามฟอร์แมตเซลล์ควรเก็บไว้ที่สถานี
โรงงานโมดูลแห่งใหม่ควรเลือกฟอร์แมตใด?
ขึ้นอยู่กับว่าโมดูลจะติดตั้งที่ไหน ค่าไบเฟเชียลลิตี้ที่สูงกว่าของ TOPCon เหมาะกับการติดตั้งบนพื้นดินและแบบยกสูงซึ่งรังสีด้านหลังมีความหมาย ส่วนประสิทธิภาพด้านหน้าของ BC เหมาะกับการใช้งานที่จำกัดพื้นที่ เช่น หลังคา ซึ่งการอัดพลังงานให้มากขึ้นบนพื้นที่หลังคาคงที่มีความสำคัญมากกว่าการเพิ่มจากด้านหลัง คำตอบที่ถูกต้องเป็นฟังก์ชันของการติดตั้ง ไม่ใช่ของโมดูลเพียงอย่างเดียว
บทสรุปสุดท้าย
ภาพถ่ายด้านหลังทำให้การแลกเปลี่ยนของ BC มองเห็นได้ชัดเจนในแบบที่เอกสารข้อมูลทำไม่ได้ การย้ายขั้วทั้งสองไปด้านหลังได้ประสิทธิภาพด้านหน้ามาแลกกับไบเฟเชียลลิตี้ และมันแนะนำชั้นฉนวนที่พิมพ์ขึ้นซึ่งพฤติกรรมระยะยาวพิสูจน์ในห้องแล็บไม่ได้ สำหรับโรงงานโมดูล นั่นหมายถึงสามสิ่งที่ต้องทำให้ถูกต้อง: รับรองคุณสมบัติวัสดุฉนวนอย่างเฉพาะเจาะจง ควบคุมการพิมพ์และการบ่มเป็นพารามิเตอร์กระบวนการพร้อมบันทึก และตรวจสอบทางไฟฟ้าเพื่อให้ความผิดพลาดแฝงกลายเป็นสิ่งที่ตรวจพบได้ หากคุณกำลังกำหนดค่าสายการผลิตสำหรับฟอร์แมต BC หรือ TOPCon บอกเราถึงฟอร์แมตเซลล์ ข้อกำหนดริบบอน และขนาดโมดูลเป้าหมาย แล้วเราจะกำหนดการตั้งค่าการร้อยสายและการตรวจสอบให้สอดคล้อง
ที่เกี่ยวข้อง: เซลล์ BC แบบไฮบริดคอนแทกต์: สิ่งที่ 28% ยังต้องพิสูจน์ — การเปรียบเทียบด้านหลังที่สถาปัตยกรรมนี้แตกต่างออกไป
การอ่านเพิ่มเติมและข้อมูลพื้นฐาน
เอกสารอ้างอิงสาธารณะเกี่ยวกับหัวข้อนี้ จัดพิมพ์โดยองค์กรที่ดูแลแผนงานเทคโนโลยีและข้อมูลตลาดของอุตสาหกรรม:
