Maysun Solar - tillverkaren av solcellsmoduler som du kan lita på i solcellsindustrin i över 13 år
210 PERC-cellars massproduktionseffektivitet överstiger 23,56 %,
Massproduktionseffektiviteten för HIT-celler överstiger 25,31 %,
TOPCon cell labbets effektivitet överstiger 25,19 %,
......
Större storlek och högre effektivitet handlar om att uppnå högre effekt, men förpackningsförluster verkar vara den främsta orsaken till att celler med stor storlek och hög effektivitet inte fungerar. Hur man gör för att större storlek inte ska leda till lägre effektivitet, hur man gör högeffektiva celler till högeffektiva moduler och hur man minskar förpackningsförlusterna är de brådskande tekniska problem som branschen måste lösa.
1. Cellens effektivitet ≠ modulens effektivitet
Under mer än tio år har monokristallina celler ersatt polykristallina celler som huvudströmning på marknaden, och kiselskivorna har blivit allt större, från 16 mm6 till 182 mm och sedan 210 mm, och effekten av en enskild solcellsmodul har också ökat från 500 W+ till 600 W+ eller till och med 700 W.
De ekonomiska fördelarna med ökad effektivitet blir allt tydligare, men vi kan ha förbisett en viktig fråga, nämligen att celeffektivitet inte är samma sak som moduleffektivitet och att större storlekar inte upprätthåller celeffektiviteten.
Med olika förpackningsprocesser, även med samma cell, kommer det att finnas en skillnad i den slutliga moduleffektiviteten, och skillnaden mellan celeffektivitet och moduleffektivitet är förpackningsförlusten.
Med allt tal om kostnadsminskningar när cellens effektivitet närmar sig sin gräns, om modulens förpackningsförlust (effektförlust) kan minimeras, kan man få en högre moduleffekt, vilket ger ytterligare en genväg för att få fram moduler med hög effekt.
2. Hur man kan minska förlusterna i modulpaketet
Det finns två huvudfaktorer som påverkar ökningen av modulenergin genom att minska förlusterna i förpackningen: förpackningsmaterialet och förpackningstekniken.
Förpackningsstrukturen för konventionella solcellsmoduler på marknaden är huvudsakligen uppifrån och ner: härdat glas - EVA - cell - EVA - bakplåt, med hjälp av tennbelagd kopparband (lödband) och cellens huvudnätlinje med högtemperatursvetsning för att ansluta intilliggande celler i serie för att bilda en tredimensionell struktur. För närvarande använder sig de vanliga tillverkarna för att förbättra modulernas effektivitet med tanke på cellanslutningen främst av multigridteknik och förpackningsprocesser med hög densitet.
Även om man utvecklar tekniken med flera nät till 18 huvudnät kan man dock inte undvika att lödbandet skuggas, och det flexibla lödbandet i förpackningar med hög densitet kommer också att testas av cellstress.
Finns det en förpackningsteknik som minimerar maskering av lödband på framsidan och undviker stress på cellförbindelsen? En inkapslingsteknik och -process som bygger på backkontaktteknik med hjälp av en ledande baksida för cellförbindelse löser detta problem perfekt.
Till skillnad från konventionell inkapslingsteknik finns de positiva och negativa elektrodpunkterna i en back-contact-cell på baksidan, och den kraft som genereras från framsidan överförs genom baksidan, vilket eliminerar behovet av lödband som skulle blockera solljuset, liksom behovet av att koppla ihop fram- och baksidorna av cellerna i serie.
Därför minimerar modulförpackningar baserade på backkontaktteknik teoretiskt sett de "effektivitetsförluster" som konventionell förpackningsteknik ger upphov till.
Ledande baksidor - den hårda kärnan i tekniken för baksidekontakt
De positiva och negativa kontakterna i bakre kontaktcellerna ligger inte i en rak linje och kan inte kopplas samman i en rak linje med en enda lödbandsremsa.
Enligt uppgifter från Global Photovoltaics har inkapslingstekniken "ledande baksida + ledande lim", som utvecklats av Nitto Solar, perfekt löst förlusten av inkapsling av moduler.
Förpackningen av MWT-modulen med bakre kontakt och konventionell lödbandsanslutning är annorlunda, förpackningsmetoden för sammankoppling är baserad på en ny metallfoliekretsdesign, varje cell genom det flexibla ledande limmet och metallfoliekretsens sammankoppling för att automatiskt bilda en komplett krets. Modulens struktur ändras till: härdat glas - EVA - cell - isolering - ledande baksida - EVA - baksida.
Denna struktur förenklar också inkapslingsprocessens steg: förberedelse av den ledande bakplattan - tryckning eller dispensering - stansning och läggning av EVA - laddning av MWT-celler - läggning av övre EVA - läggning av glas - vändning och laminering - limning och inramning, laddning av kopplingslådor.
Fördelar med tekniken för inkapsling av ledande backsheet
Användningen av ledande baksidor minskar teoretiskt sett inkapslingsförlusterna vid frontal avskärmning och gör det också möjligt att placera celler med högre densitet, med ytterligare effekter när det gäller att förbättra inkapslingsutbytet och tillförlitligheten, minska värmeförlusterna och sänka strömöverföringstätheten.
Ökad ljusmottagningsyta: Om cellerna är anslutna med metallremsor kommer det att finnas en lucka mellan cellerna och rutnätet, och remsorna kommer också att blockera cellernas ljusmottagningsyta, vilket minskar modulens effektivitet. Den ledande bakre anslutningen av den ledande baksidan gör det möjligt att åstadkomma en verkligt hög densitet i förpackningen, samtidigt som den ljusmottagande ytan på framsidan ökas och cellkonverteringsgraden förbättras.
Förbättrad förpackningsavkastning: Med hjälp av ledande baksidor blir den ursprungliga tredimensionella strömöverföringen tvådimensionell, vilket gör det lättare att automatisera förpackningsprocessen och uppnå högre avkastning, minska antalet cellbrott och till och med möjliggöra förpackning av ultratunna (upp till 90um) celler, vilket kommer att ge en enorm skjuts åt framtida kostnadsminskningar för celler.
Förbättrad tillförlitlighet: Jämfört med konventionella moduler eliminerar användningen av en ledande baksida i stället för svetstejp den komplicerade svetsprocessen vid hög temperatur och möjliggör en verkligt tvådimensionell plan förpackning, vilket har fördelen att undvika de problem med svetsspänningar som är förknippade med svetsning vid hög temperatur och minskar modulens driftstemperatur och vattengenomsläpplighet på baksidan. Dessa fördelar ger kunderna fördelen av lägre dämpning, högre kraftproduktionskapacitet och längre produktlivslängd.
Minskad strömöverföringstäthet: I en 9BB-cell i storlek 166 är till exempel den vanligaste svetsbandsdiametern 0,3 mm, tvärsnittsytan för ett enskilt svetsband är cirka 0,071 mm2 och det totala överföringsdiametern är 0,639 mm2. Den ledande folie som förbinder de två cellerna i den ledande förstärkningen kan ha en total tvärsnittsarea på cirka 4 mm2, samma överföringsström, vilket innebär att den ledande förstärkningen har en mycket uppenbar fördel.
Minskad värmeförlust: Vid överföring av modulströmmen uppstår vanligtvis en viss värmeförlust på grund av överföringsmotståndet. Den ledande baksidan är utformad för att göra sänkkanalen mellan strängarna inte bara kortare, utan också med en större tvärsnittsarea, vilket också minskar denna del av värmeförlusten.
Tabell 1: Jämförelse av MWT-batteriernas förpackningsresultat med konventionella 5BB- och 9BB-batterier.
Som framgår av tabellen ovan har MWT-moduler med backkontakt uppenbara fördelar jämfört med 5BB-moduler när det gäller strömförstärkning och minskning av överföringsmotståndet, jämfört med 9BB-moduler är förpackningsförlusterna för MWT med backkontakt något bättre än 9BB, men den största skillnaden är att 9BB-cellerna har ett bättre överföringsmotstånd i celländan än MWT, medan MWT:s fördel när det gäller överföringsmotståndet främst ligger i den ledande modulens ledande backplane i insamlingsändan.
Användningsmöjligheter för den ledande baksidan
Den ledande förpackningstekniken för baksidan ger en effektivare och mer tillförlitlig lösning för förpackning av solcellsmoduler av kristallint kisel, och kunden kan få ytterligare högre intäkter genom att minska förpackningsförlusterna på grund av förändringen av förpackningstekniken.
Enligt Nitto PV:s officiella meddelande är den ledande inkapslingstekniken för baksidan också en perfekt lösning för ultratunna kiselskivor och löser inkapslingsutmaningarna för celler med heteroförbindelse med hjälp av silverpasta vid låg temperatur, med stor potential för kostnadsminskning och effektivitetsförbättring.
Inom ramen för det globala målet om dubbla koldioxidutsläpp är den installerade solcellskapaciteten bara en bråkdel av vad den kommer att vara under de kommande tio åren. Efterfrågan på större storlek, högre effektivitet, lägre kostnad och tunnare kiselskivor kommer att leda till en snabbare iteration av produkttekniken.