ทำไมเซลล์แสงอาทิตย์ BC จึงรับมือกับเงาได้ดีกว่า

คำตอบสั้น: เซลล์แสงอาทิตย์แบบสัมผัสด้านหลังจัดการกับเงาบางส่วนได้ดีกว่าเซลล์แบบสัมผัสด้านหน้า เนื่องจากขั้วไฟฟ้าทั้งสองขั้วอยู่ที่ด้านหลัง ซึ่งเปลี่ยนวิธีการกระจายกระแสใหม่เมื่อส่วนหนึ่งของโมดูลถูกบังเงา ในโมดูลแบบสัมผัสด้านหน้า เซลล์ที่ถูกบังเงาอาจถูกบังคับให้อยู่ในสภาวะไบแอสย้อนกลับและสูญเสียพลังงานเป็นความร้อน อุณหภูมิของเซลล์สามารถเพิ่มขึ้นถึง 120 °C ถึง 160 °C ที่รอยต่อที่ถูกบังเงา ขณะที่โมดูลโดยรอบยังคงอยู่ที่ประมาณ 90 °C รูปทรงรอยต่อด้านหลังของเซลล์ BC ช่วยลดความเครียดจากไบแอสย้อนกลับที่เซลล์ที่ถูกบังเงาเผชิญ และกระจายการสูญเสียไปตามเส้นทางนำไฟฟ้าที่สั้นลง ประโยชน์นั้นเป็นจริงแต่มีขอบเขตจำกัด: เซลล์ BC ยังคงต้องใช้ไดโอดบายพาสและยังคงสูญเสียเอาต์พุตเมื่อถูกบังเงา สิ่งที่เปลี่ยนไปคือปริมาณความร้อนที่เซลล์ที่ถูกบังเงาต้องดูดซับก่อนที่ไดโอดจะนำไฟฟ้า ซึ่งเป็นสิ่งที่กำหนดว่าเหตุการณ์การบังเงาจะเป็นการสูญเสียเอาต์พุตชั่วคราวหรือข้อบกพร่องถาวร

การผลิตโมดูล PV · โดย Jerry, Ooitech

บทนำ

สำหรับสิ่งที่จุดร้อนทำกับสารห่อหุ้ม แผ่นหลัง กระจก และการเชื่อมต่อ — และทำไมอุณหภูมิจึงเป็นขอบเขตความปลอดภัยมากกว่าแค่ตัวเลขประสิทธิภาพ ดูที่ จุดร้อนของแผงโซลาร์เซลล์ ทำไมอุณหภูมิจึงสำคัญ และความร้อนทำความเสียหายอะไรบ้าง.

การบังเงาเป็นปัญหาที่พบบ่อยมากในการติดตั้ง PV ในโลกจริง

เงาจากต้นไม้ เสาไฟฟ้า ฝุ่น มูลนก หิมะ แม้แต่มุมติดตั้งโมดูลที่ไม่สม่ำเสมอเล็กน้อยก็สามารถทำให้เกิดการบังเงาบางส่วนได้ การบังเงาไม่เพียงลดกำลังผลิตของโมดูล แต่ยังสามารถกระตุ้นปัญหาที่ร้ายแรงกว่า: จุดร้อน.

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เซลล์แสงอาทิตย์ BC ได้รับความสนใจมากขึ้นในระบบ PV บนหลังคา ระเบียง และโมดูลระดับพรีเมียม เหตุผลสำคัญประการหนึ่งคือ: เซลล์แสงอาทิตย์ BC มักจะมีความทนทานต่อการบังเงาที่ดีกว่า และอุณหภูมิจุดร้อนของพวกมันจะต่ำกว่าเมื่อถูกบังเงา

ที่งาน SNEC คุณมักจะเห็นผู้ผลิตบังเงาส่วนหนึ่งของสตริงเซลล์ แล้วใช้ความสูงของน้ำจากปั๊มเพื่อแสดงความทนทานต่อการบังเงาของผลิตภัณฑ์ BC ของพวกเขา

แล้วทำไมเซลล์ BC ถึงมีข้อได้เปรียบนี้? ฟิสิกส์เบื้องหลังคืออะไร?

มาลองอธิบายด้วยคำศัพท์ที่ค่อนข้างง่ายกัน

ทำไมการบังเงาจึงทำให้เกิดจุดร้อน

ทำไมการบังเงาจึงทำให้เกิดจุดร้อน?

เซลล์ภายในแผง PV มักจะต่อกันแบบอนุกรม

วงจรอนุกรมมีลักษณะเด่นอย่างหนึ่ง: กระแสต้องเท่ากันทุกจุด

นั่นหมายความว่ากระแสที่ไหลผ่านสตริงทั้งหมดถูกกำหนดโดยลูปโดยรวม เมื่อทุกเซลล์ได้รับแสงเต็มที่ แต่ละเซลล์จะผลิตพลังงานและทั้งหมดอยู่ในสถานะที่สม่ำเสมอพอสมควร

แต่ถ้าเซลล์หนึ่งถูกบัง กระแสที่เกิดจากแสงที่เซลล์นั้นผลิตได้จะลดลง หากสตริงทั้งหมดยังคงต้องนำกระแสขนาดใหญ่ เซลล์ที่ถูกบังนั้นอาจถูกผลักให้เกิดไบอัสกลับโดยเซลล์อื่นที่ไม่ถูกบัง ณ จุดนั้น มันจะหยุดเป็นแหล่งจ่ายไฟและกลายเป็นผู้ใช้พลังงาน

สำหรับการบังบางส่วน เซลล์ที่ถูกบังไม่ได้หยุดผลิตกระแสทั้งหมด พื้นที่ที่ไม่ถูกบังยังคงผลิตกระแสแสงได้บ้าง ดังนั้นสิ่งที่ต้องไหลผ่านเส้นทางการพังทลายแบบกลับ เส้นทางการรั่ว หรือเส้นทางบายพาส ไม่ใช่กระแสสตริงทั้งหมด แต่เป็นความแตกต่างระหว่างกระแสสตริงกับกระแสที่เซลล์นั้นยังผลิตได้

ความแตกต่างนี้สามารถเรียกว่ากระแสไม่ตรงกัน:

Imismatch = Istring - Igenerate

ดังนั้นการกระจายพลังงานของจุดร้อนสามารถเขียนคร่าวๆ ได้ดังนี้:

Photspot ≈ ∣Vrev∣ × Imismatch

ซึ่งคือ:

Photspot ≈ ∣Vrev∣ × (Istring - Igenerate)

สูตรนี้ชี้ให้เห็นสิ่งสำคัญอย่างหนึ่ง: ที่กระแสสตริงเดียวกัน ยิ่งแรงดันย้อนกลับสูง เซลล์ที่ถูกบังก็จะกระจายพลังงานมากขึ้น และจุดร้อนก็จะร้อนมากขึ้น

ดังนั้นหนึ่งในกุญแจสำคัญในการต้านทานจุดร้อนคือ:

วิธีลดแรงดันย้อนกลับบนเซลล์ที่ถูกบังและทำให้ความร้อนกระจายสม่ำเสมอมากขึ้น

นี่คือจุดที่เซลล์ BC โดดเด่น

เซลล์ BC แตกต่างในโครงสร้างอย่างไร

เซลล์ BC มีโครงสร้างแตกต่างจากเซลล์ทั่วไปอย่างไร?

เซลล์ซิลิคอนผลึกทั่วไปมักใช้โครงสร้างหน้าสัมผัสด้านหน้าและด้านหลัง

พูดง่ายๆ:

• ด้านหน้ามีเส้นกริดละเอียดและบัสบาร์ และแสงเข้าจากด้านหน้า

• กระแสถูกสร้างขึ้นภายในเซลล์แล้วเก็บผ่านอิเล็กโทรดด้านหน้าและด้านหลัง

เซลล์ BC หรือ Back Contact มีคุณสมบัติเด่นอย่างหนึ่ง:

ทั้งอิเล็กโทรดบวกและลบอยู่ที่ด้านหลังของเซลล์ โดยไม่มีเส้นกริดโลหะที่ด้านหน้า

ซึ่งให้ประโยชน์โดยตรงสองประการ:

1. ไม่มีเงาจากเส้นกริดที่ด้านหน้า ทำให้มีพื้นที่รับแสงมากขึ้น

2. อิเล็กโทรดด้านหลังสามารถสร้างเป็นรูปแบบสลับฟันปลา ทำให้การเก็บกระแสสม่ำเสมอมากขึ้น

รูปที่ 1 แผนผังโครงสร้างเซลล์ BC

ที่มา: Calcabrini, A., Procel Moya, P., Huang, B., Kambhampati, V., Manganiello, P., Muttillo, M., Zeman, M., & Isabella, O. (2022). Low-breakdown-voltage solar cells for shading-tolerant photovoltaic modules. Cell Reports Physical Science, 3(12), 101155. https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2022.101155

ด้านหลังของเซลล์ BC มีบริเวณ p และ n สลับกันจำนวนมาก ระหว่างบริเวณเหล่านี้มีรอยต่อ PN ที่สั้นและโดปหนักจำนวนมาก จากมุมมองวงจร มันจะไม่ทำงานเหมือนไดโอดขนาดใหญ่ตัวเดียวอีกต่อไป แต่เหมือนไดโอดขนาดเล็กหลายตัวต่อขนานกัน ภายใต้ไบอัสกลับ รอยต่อ PN ที่กระจายตัวเหล่านี้สามารถสร้างเส้นทางการนำกระแสกลับที่สม่ำเสมอมากขึ้น

เนื่องจากรอยต่อ PN ด้านหลังเหล่านี้สั้นและโดปหนักในพื้นที่ พวกมันสามารถเข้าสู่สภาวะพังทลายกลับที่แรงดันกลับค่อนข้างต่ำ

แน่นอนว่าขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์การออกแบบเฉพาะของเซลล์ BC

ตัวอย่างเช่น ยิ่งช่องว่างระหว่างบริเวณ p และ n เล็กลง สนามไฟฟ้าเฉพาะที่ก็ยิ่งแรงขึ้น และโดยปกติจะทำให้เกิดแรงดันพังทลายกลับที่ต่ำลงได้ง่ายขึ้น แต่ก็อาจนำมาซึ่งการแลกเปลี่ยนในเรื่องการรั่วไหลและความต้านทาน shunt ดังนั้น ความทนทานต่อการบังเงาของเซลล์ BC จึงไม่ใช่ค่าคงที่ มันเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับโครงสร้างเซลล์เฉพาะ การออกแบบลายด้านหลัง ขนาดช่องว่าง ความเข้มข้นของการโดป คุณภาพการพาสซิเวชัน และกระบวนการผลิต

ทำไมเซลล์ BC ถึงสูญเสียพลังงานน้อยกว่าเมื่อถูกบังเงา

ทำไมเซลล์ BC ถึงสูญเสียพลังงานน้อยลงหลังจากถูกบังเงา?

เมื่อโมดูลถูกบังเงาบางส่วน กระแสสตริงจะผลักเซลล์ที่ถูกบังเงาให้เข้าสู่ไบอัสกลับ เมื่อการบังเงารุนแรงขึ้น แรงดันรวมของซับสตริงนั้นจะลดลงเรื่อยๆ

ในโมดูลแบบดั้งเดิม ไบพาสไดโอดมักจะถูกวางขนานกับส่วนหนึ่งของสตริง ไบพาสไดโอดไม่ได้ถูกเปิดใช้งานโดยตัวควบคุม มันเป็นอุปกรณ์พาสซีฟ ไม่ว่ามันจะนำกระแสหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับแรงดันที่ตกคร่อมมันเท่านั้น เมื่อแรงดันรวมของซับสตริงนั้นเป็นลบมากพอ ไบพาสไดโอดจะได้รับไบอัสตรงและเปิดโดยอัตโนมัติ

เงื่อนไขการเปิดสามารถเขียนได้ดังนี้:

Vsubstring ≤ -Vf

Vsubstring คือแรงดันรวมของซับสตริงที่ได้รับการป้องกันโดยไบพาสไดโอด;

Vf คือแรงดันตกคร่อมไปข้างหน้าของไบพาสไดโอด

สำหรับซับสตริง แรงดันรวมสามารถเข้าใจได้ดังนี้:

Vsubstring = ∑Vunshaded + ∑Vshaded

โดยที่:

• เซลล์ที่ไม่ถูกบังเงายังคงสร้างแรงดันไปข้างหน้า;

• เซลล์ที่ถูกแรเงาจะมีไบอัสกลับและสร้างแรงดันลบ

เงื่อนไขการนำไฟฟ้าของไดโอดบายพาสสามารถอ่านได้ดังนี้:

∣∑Vshaded∣ ≥ ∑Vunshaded + Vf

กล่าวอีกนัยหนึ่ง:

แรงดันย้อนกลับรวมของเซลล์ที่ถูกแรเงาจะต้องเกินแรงดันไปข้างหน้าทั้งหมดของเซลล์ที่ไม่ถูกแรเงาที่เหลือ บวกกับแรงดันตกคร่อมของไดโอดบายพาส ก่อนที่ไดโอดบายพาสจะนำไฟฟ้า

ข้อดีของโมดูล BC คือ ก่อนที่ไดโอดบายพาสภายนอกจะนำไฟฟ้า โครงสร้างรอยต่อ PN ด้านหลังแบบสลับฟันปลาของเซลล์ BC เองก็มีความสามารถในการนำไฟฟ้าย้อนกลับแบบกระจายอยู่แล้ว ซึ่งมีพฤติกรรมคล้ายกับซีเนอร์ไดโอดในตัวภายในเซลล์

ภายใต้ไบอัสกลับ รอยต่อ PN ด้านหลังแบบสลับฟันปลาของเซลล์ BC สามารถสร้างการนำไฟฟ้าย้อนกลับแบบกระจายที่แรงดันต่ำกว่า ซึ่งจำกัดการเพิ่มขึ้นของแรงดันย้อนกลับ ดังนั้นภายใต้การแรเงาบางส่วน เมื่อไดโอดบายพาสภายนอกยังไม่นำไฟฟ้า โมดูล BC ยังคงสามารถรักษากำลังไฟฟ้าขาออกที่ค่อนข้างสูงได้

รูปที่ 2 เส้นโค้ง IV ของโมดูลที่มีเซลล์หนึ่งเซลล์ถูกแรเงา

ที่มา: E. Özkalay, F. Valoti, M. Caccivio, A. Virtuani, G. Friesen, and C. Ballif, "The effect of partial shading on the reliability of photovoltaic modules in the built-environment," EPJ Photovoltaics, vol. 15, p. 7, Jan. 2024, doi: 10.1051/epjpv/2024001. มีให้ที่: https://doi.org/10.1051/epjpv/2024001

ความทนทานที่ดีกว่าไม่ได้หมายความว่าภูมิคุ้มกันต่อการแรเงา

ความทนทานต่อการแรเงาที่ดีกว่าไม่ได้หมายความว่าเซลล์ BC จะไม่ได้รับผลกระทบจากการแรเงา

มีความเข้าใจผิดที่พบบ่อยที่ต้องชี้แจง

ความทนทานต่อการแรเงาที่ดีกว่าไม่ได้หมายความว่าเซลล์ BC จะไม่ได้รับผลกระทบจากการแรเงา

เซลล์ PV ใดๆ ก็ตามจะผลิตพลังงานน้อยลงเมื่อถูกแรเงา

หากพื้นที่ที่ถูกแรเงาภายในสตริงย่อยหนึ่งมีขนาดใหญ่เกินไป หรือเซลล์หลายเซลล์ถูกแรเงาทั้งหมด แรงดันย้อนกลับรวมของเซลล์ที่ถูกแรเงาอาจเกินแรงดันไปข้างหน้าทั้งหมดของเซลล์ที่ไม่ถูกแรเงาที่เหลือในที่สุด ณ จุดนั้นไดโอดบายพาสภายนอกจะนำไฟฟ้า

เมื่อไดโอดบายพาสนำไฟฟ้า กระแสจะเลี่ยงผ่านสตริงย่อยทั้งหมดนั้น เซลล์ที่ไม่ถูกแรเงาในสตริงย่อยนั้นก็ถูกบายพาสด้วย และการมีส่วนร่วมต่อกำลังไฟฟ้าขาออกจะลดลงอย่างมาก ดังนั้นเมื่อพื้นที่ที่ถูกแรเงามีขนาดใหญ่ ข้อได้เปรียบในการผลิตของโมดูล BC ก็จะลดลงเช่นกัน

สถานการณ์ที่โมดูล BC โดดเด่นจริงๆ มักจะเป็น:

• เซลล์หนึ่งเซลล์หรือสองสามเซลล์ถูกแรเงาบางส่วน

• พื้นที่ที่ถูกบังในแต่ละสตริงย่อยยังคงมีขนาดเล็ก

• การบังเป็นแนวทแยง เป็นแถบ หรือกระจายเฉพาะจุด

• ไบพาสไดโอดภายนอกยังไม่ทำงานเต็มที่

ตัวอย่างเช่น เงาแนวทแยงจากเสาไฟฟ้าอาจทำให้แต่ละสตริงย่อยมีพื้นที่ถูกบังเพียงเล็กน้อย ในกรณีนั้น โมดูล BC มักจะแสดงประสิทธิภาพการผลิตที่ทนต่อการบังได้ดีกว่า

ทำไมโมดูล BC ถึงมีจุดร้อนที่เย็นกว่า

ทำไมโมดูล BC ถึงมีอุณหภูมิจุดร้อนต่ำกว่า?

มีสาเหตุหลักสองประการที่โมดูล BC มีจุดร้อนที่เย็นกว่า

ประการแรก กระแสย้อนกลับกระจายตัวได้มากกว่า

สำหรับเซลล์ทั่วไป การกระจายของกระแสย้อนกลับมักไม่สม่ำเสมอ การพังทลายแบบย้อนกลับอาจเกิดขึ้นครั้งแรกที่จุดอ่อนเฉพาะจุด เช่น:

• ตำแหน่งที่มีข้อบกพร่องเฉพาะจุด

• ขอบเซลล์

• ความผิดปกติของโลหะ

• รอยแตกขนาดเล็กหรือพื้นที่ปนเปื้อน

• บริเวณที่มีการพาสซีฟเฉพาะที่อ่อนแอกว่า

จุดเหล่านี้ทำหน้าที่เหมือนจุดอ่อน

เมื่อกระแสย้อนกลับรวมตัวที่จุดอ่อนเหล่านี้ ความหนาแน่นของพลังงานเฉพาะที่จะสูงมาก อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และเกิดจุดร้อนที่ชัดเจน

เหมือนกับการใช้ความร้อนปริมาณเท่ากันกับวัตถุสองชิ้น:

• แผ่นโลหะทั้งแผ่น

• จุดขนาดเข็มหมุด

อย่างหลังจะร้อนเร็วกว่าอย่างแน่นอน

ดังนั้น ความเสี่ยงสำหรับเซลล์ทั่วไปภายใต้การบังไม่ใช่ "ความร้อนที่กระจายทั่วทั้งเซลล์อย่างสม่ำเสมอ" แต่เป็นการให้ความร้อนเฉพาะจุดที่รุนแรง

เซลล์ BC มีรอยต่อ PN แบบสลับกันจำนวนมากที่ด้านหลัง การนำไฟฟ้าย้อนกลับสามารถกระจายไปยังหลายพื้นที่ได้ง่ายกว่าแทนที่จะรวมตัวที่จุดบกพร่องไม่กี่จุด

ดังนั้นกระแสย้อนกลับในเซลล์ BC จึงกระจายตัวสม่ำเสมอมากขึ้น ความหนาแน่นของพลังงานเฉพาะที่ยังคงต่ำกว่า และอุณหภูมิจุดร้อนก็ต่ำกว่าด้วย

ประการที่สอง แรงดันพังทลายย้อนกลับต่ำกว่า

จากสูตรกำลังของจุดร้อน:

Photspot ≈ ∣Vrev∣ × Imismatch

ที่กระแสไม่สมดุลเท่ากัน แรงดันย้อนกลับที่ต่ำกว่าหมายถึงการกระจายกำลังที่น้อยกว่า

นั่นคือเหตุผลที่แรงดันพังทลายย้อนกลับต่ำสามารถทำหน้าที่เป็นกลไกป้องกันในสถานการณ์ที่มีการบัง

นี่คือตัวอย่างง่ายๆ

สมมติว่ากระแสปัจจุบันคือ 10A และเซลล์หนึ่งถูกบังอย่างหนัก

หากเซลล์ธรรมดามีแรงดันย้อนกลับถึง 15V หลังจากถูกบัง พลังงานที่กระจายออกไปโดยประมาณคือ:

P = 15V × 10A = 150W

หากเซลล์ BC จำกัดแรงดันเนื่องจากโครงสร้างด้านหลังและแรงดันย้อนกลับถูกจำกัดไว้ที่ประมาณ 6V พลังงานที่กระจายออกไปโดยประมาณคือ:

P = 6V × 10A = 60W

ความแตกต่างชัดเจนมาก

อุณหภูมิฮอตสปอตจริงขึ้นอยู่กับพื้นที่ที่ถูกบัง อุณหภูมิแวดล้อม ความเร็วลม การห่อหุ้มโมดูล ขนาดกระจก การออกแบบเซลล์ และวิธีการทดสอบ ดังนั้นคุณไม่สามารถตัดสินด้วยตัวเลขคงที่เพียงค่าเดียว

แต่ในการทดสอบจริงและประสบการณ์ภาคสนามบางส่วน โมดูล BC มักมีอุณหภูมิฮอตสปอตต่ำกว่าโมดูลทั่วไป ตัวอย่างเช่น โมดูล BC บางรุ่นสามารถรักษาอุณหภูมิฮอตสปอตให้ต่ำกว่าประมาณ 120 °C ในขณะที่โมดูลประเภทอื่นอาจสูงถึง 160 °C หรือสูงกว่า

เซลล์ BC ที่ออกแบบพิเศษบางรุ่นมีสิ่งที่เรียกว่า "ไบพาสไดโอดในตัวภายในเซลล์" ซึ่งสามารถลดอุณหภูมิฮอตสปอตลงเหลือประมาณ 90 °C ในขณะที่โมดูลอ้างอิงอยู่ที่ประมาณ 190 °C แสดงให้เห็นว่าการออกแบบการนำไฟฟ้าย้อนกลับแบบกระจายนี้สามารถลดอุณหภูมิฮอตสปอตได้อย่างมีนัยสำคัญ

แรงดันพังทลายย้อนกลับที่ต่ำกว่าดีกว่าเสมอหรือไม่

แรงดันพังทลายย้อนกลับที่ต่ำกว่าดีกว่าเสมอหรือไม่?

ไม่จำเป็น

แรงดันพังทลายย้อนกลับที่ต่ำช่วยลดอุณหภูมิฮอตสปอตระหว่างการบัง แต่ก็อาจนำมาซึ่งข้อแลกเปลี่ยนในการออกแบบ

หากเส้นทางการนำย้อนกลับออกแบบไม่ดี อาจเพิ่มการรั่วไหลและลดความต้านทาน shunt ซึ่งส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าปกติของเซลล์

ดังนั้นเซลล์ BC ที่มีประสิทธิภาพสูงมักต้องสร้างสมดุลระหว่างสองเป้าหมาย:

1. ระหว่างการทำงานปกติ รักษาประสิทธิภาพสูง การรั่วไหลต่ำ และความต้านทาน shunt สูง

2. ภายใต้แรงดันย้อนกลับจากการบัง สร้างการนำย้อนกลับที่ปลอดภัยและสม่ำเสมอที่แรงดันต่ำ

นั่นคือเหตุผลที่ความทนทานต่อการบังแตกต่างกันระหว่างเซลล์ BC แต่ละรุ่น

เซลล์ BC บางรุ่นเน้นประสิทธิภาพและอาจสร้างฉนวนที่แข็งแรงกว่า ดังนั้นแรงดันพังทลายย้อนกลับจึงสูงกว่า บางรุ่นเน้นความทนทานต่อการบังและอาจออกแบบเส้นทางพังทลายย้อนกลับที่ต่ำและสม่ำเสมอกว่า

ดังนั้นคุณไม่สามารถพูดง่ายๆ ว่า "เซลล์ BC ทั้งหมดมีความทนทานต่อการบังเหมือนกัน" วิธีที่แม่นยำกว่าคือ:

เซลล์ BC ที่ออกแบบมาอย่างดีสามารถใช้โครงสร้างรอยต่อ PN ด้านหลังแบบสลับฟันปลาเพื่อให้เกิดการพังทลายแบบย้อนกลับที่ต่ำกว่าและสม่ำเสมอมากขึ้น ซึ่งช่วยเพิ่มความทนทานต่อการบังเงาและจุดร้อน

ข้อดีของเซลล์ BC โดยสรุป

ข้อดีของเซลล์ BC โดยสรุป

โดยรวมแล้ว ข้อดีของเซลล์ BC ภายใต้การบังเงา ได้แก่:

• การสูญเสียกำลังผลิตของโมดูลที่น้อยลงภายใต้การบังเงาเฉพาะจุด ก่อนที่ไดโอดบายพาสภายนอกจะทำงาน

• ความหนาแน่นกำลังไฟฟ้าเฉพาะที่ต่ำกว่า

• อุณหภูมิจุดร้อนที่ต่ำกว่า

• ส่วนต่างความปลอดภัยของโมดูลที่สูงขึ้น

ความหมายสำหรับการใช้งานโมดูล

สิ่งนี้หมายถึงอะไรสำหรับการใช้งานโมดูล?

ในการใช้งานจริง การบังเงามักไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้อย่างสมบูรณ์

โดยเฉพาะในสถานการณ์แบบกระจาย เช่น:

• หลังคาที่อยู่อาศัย

• หลังคาเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม

• ระบบโซลาร์เซลล์บนระเบียง

• BIPV

• การติดตั้งแบบหลายทิศทาง

• พื้นที่ที่ล้อมรอบด้วยอาคารที่ซับซ้อน

ในการใช้งานเหล่านี้ โมดูลอาจเผชิญกับการบังเงาเฉพาะจุดบ่อยครั้ง

หากเซลล์มีความทนทานต่อการบังเงาที่ดีกว่าและอุณหภูมิจุดร้อนที่ต่ำกว่า หมายความว่า:

• ความปลอดภัยของโมดูลที่ดีขึ้น: อุณหภูมิจุดร้อนต่ำช่วยลดการเสื่อมสภาพของสารห่อหุ้ม backsheet ความเสียหาย ความเค้นของกระจกเฉพาะจุด และความเสี่ยงทางไฟฟ้า

• ความน่าเชื่อถือในระยะยาวที่ดีขึ้น: อุณหภูมิสูงเฉพาะที่เร่งการเสื่อมสภาพของวัสดุ ยิ่งจุดร้อนอ่อนแอ โมดูลก็จะคงตัวมากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป

• การสูญเสียกำลังผลิตที่ควบคุมได้มากขึ้น: เมื่อการบังเงาเฉพาะที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ โมดูล BC สามารถบรรเทาการสูญเสียกำลังผลิตบางส่วนได้

• การออกแบบระบบที่เป็นมิตรมากขึ้น

โมดูล BC ปรับตัวได้ดีกว่ากับหลังคาที่ซับซ้อน สภาพแวดล้อมการติดตั้งแบบกระจาย และสถานการณ์ที่มีการบังเงาหลายจุด

สรุป

สรุป

เซลล์ BC มีความทนทานต่อการบังเงาที่ดีกว่าและอุณหภูมิจุดร้อนที่ต่ำกว่า ไม่ใช่เพราะ "ไม่ได้รับผลกระทบจากการบังเงา" แต่เพราะมีข้อได้เปรียบในด้านโครงสร้างและพฤติกรรมการไบอัสย้อนกลับ

ภายใต้การบังเงา เซลล์ทั่วไปอาจเกิดการพังทลายแบบย้อนกลับที่จุดบกพร่องเฉพาะที่ ส่งผลให้มีความหนาแน่นกำลังไฟฟ้าเฉพาะที่สูงและอุณหภูมิจุดร้อนสูง

โครงสร้างรอยต่อ PN แบบ interdigitated ด้านหลังของเซลล์ BC ทำหน้าที่เหมือนตัวหนีบกลับด้านในแบบกระจาย ภายใต้การบังแสง มันสามารถสร้างการนำไฟฟ้ากลับที่แรงดันย้อนกลับต่ำกว่าและกระจายกระแสย้อนกลับได้สม่ำเสมอมากขึ้น ซึ่งช่วยลดทั้งกำลังของจุดร้อนและอุณหภูมิของจุดร้อน

แต่โปรดจำไว้ว่า เซลล์ BC ไม่ได้มีภูมิคุ้มกันต่อการบังแสงอย่างสมบูรณ์ เมื่อพื้นที่ที่ถูกบังมีขนาดใหญ่เกินไป เซลล์หลายเซลล์ถูกบังเต็มที่ และแรงดันย่อยของสตริงย่อยมีค่าลบเพียงพอ ไดโอดบายพาสภายนอกยังคงทำงาน ณ จุดนั้น ผลผลิตของสตริงย่อยที่ถูกบายพาสจะลดลงอย่างเห็นได้ชัด

ดังนั้น วิธีที่แม่นยำกว่าในการพูดคือ:

ข้อดีของเซลล์ BC ไม่ใช่เพื่อกำจัดผลกระทบของการบังแสง แต่เพื่อทำให้ผลกระทบนั้นควบคุมได้มากขึ้น ภายใต้การบังแสงพื้นที่เล็ก จะลดการสูญเสียกำลัง ภายใต้การบังแสงหนัก จะลดความเสี่ยงของจุดร้อน

นั่นคือเหตุผลหลักที่เซลล์ BC มีข้อได้เปรียบในสภาพแวดล้อมการบังแสงที่ซับซ้อน

มุมมองของ Ooitech

ส่วนที่น่าสนใจตรงนี้คือความทนทานต่อการบังแสงไม่ใช่แค่การเลือกออกแบบเซลล์เท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับความสม่ำเสมอของรูปแบบด้านหลังแบบสลับฟันปลาที่ถูกผลิตซ้ำในทุกเซลล์บนสายการผลิตด้วย การเบี่ยงเบนเล็กน้อยในกระบวนการทำเมทัลไลเซชัน ขนาดช่องว่าง หรือคุณภาพของพาสซีเวชันสามารถเปลี่ยนพฤติกรรมการพังทลายย้อนกลับที่เราเพิ่งอธิบายไปได้ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการควบคุมกระบวนการบนสายการผลิตโมดูล BC จึงสำคัญพอๆ กับสูตรการผลิตเซลล์ Ooitech ใช้เวลาหลายปีในการสร้างสายการผลิตโมดูลแบบครบวงจรสำหรับ TOPCon, HPBC, ABC และโมดูลประเภท BC อื่นๆ ดังนั้นเราจึงจับตาดูหน้าต่างกระบวนการผลิตแบบสัมผัสด้านหลังเหล่านี้อย่างใกล้ชิด หากคุณอยากเห็นว่าโมดูลเหล่านี้ถูกผลิตจริงบนโรงงานอย่างไร ช่อง YouTube ของเราที่ www.youtube.com/ooitech มีฟุตเทจสายการผลิตจริงมากมายที่น่าดู