BC күн батареялары түсіндірілді: құрылымы, айырмашылықтары, өндіріс процесі және жіпті дәнекерлеу принципі
Өнім туралы ақпарат
BC күн элементі, қысқаша Артқы контактілі күн элементі, бұл эмиттер, артқы өріс және металл электродтар элементтің артқы жағында орналасқан жоғары тиімді кристалды кремний элементі технологиясы. Оның негізгі формасы әдетте IBC немесе Interdigitated Back Contact элементі деп аталады.
Дәстүрлі кристалды кремний элементтерімен салыстырғанда, BC элементтерінің ең көрнекті ерекшелігі - алдыңғы бетінде металл тор сызықтарының болмауы. Алдыңғы жағы шина және саусақ көлеңкесінен бос болғандықтан, күн сәулесі элемент бетіне көбірек түседі, оптикалық жоғалту азаяды және тиімді электр өндіру аймағы артады. Сондықтан BC элементтері жоғары тиімді және жоғары эстетикалық күн модульдері үшін жиі қолданылады.
BC элементтерін не ерекшелендіреді
BC элементтерінің PERC, TOPCon немесе HJT элементтерінен негізгі айырмашылығы жай ғана пластина түрі немесе бір пассивация қабаты емес. BC технологиясының негізгі идеясы құрылымдық: PN өткелі және металл электродтар элементтің артқы жағына жылжытылады.
Мысалы, TOPCon көбінесе N-типті кремний субстраттарына, алдыңғы жақ пассивациясына және артқы жақ туннельді оксид пассивацияланған контакт құрылымдарына қатысты талқыланады. PERC әдетте артқы пассивацияны жақсартуға негізделген. HJT аморфты кремний пассивациясын және гетероөткелді контактіні пайдаланады. BC, алайда, ток жинау құрылымын артқы жаққа жылжыту арқылы алдыңғы жақ электрод көлеңкесін жоюға бағытталған.
Осыған байланысты BC басқа ұяшық технологияларымен де біріктірілуі мүмкін. Таза BC технологиясы әдетте IBC арқылы ұсынылады. TOPCon плюс BC TBC технологиясын құра алады; HJT плюс BC HBC технологиясын құра алады. HPBC әдетте P-типті IBC-ге қатысты бағыт ретінде белгілі, ал ABC All Back Contact технологиясын білдіреді, ол күмісті азайту немесе күміссіз дизайн тұжырымдамаларымен бірге жиі талқыланады.
Техникалық Параметрлер
Типтік BC ұяшық құрылымы
IBC мысалында, ең маңызды құрылымдық өзгеріс - PN өткелі мен металл электродтардың екеуі де ұяшықтың артқы жағында орналасуы. Алдыңғы бет негізінен жарықты сіңіру және пассивация үшін қолданылады, ал артқы бет аралас оң және теріс аймақтар арқылы тасымалдаушыларды бөлуді және ток жинауды аяқтайды.
| Элемент | Сипаттама |
|---|---|
| Элемент түрі | Артқы контактілі күн элементі |
| Негізгі технологиялық бағыт | IBC, Interdigitated Back Contact |
| Алдыңғы бет ерекшелігі | Алдыңғы жағында металл тор сызықтарының көлеңкеленуі жоқ |
| Артқы бет ерекшелігі | Оң және теріс электродтар артқы жағында орналасқан |
| Негізгі құрылымдық дизайн | PN өткелі мен металл электродтар артқы жағына жылжытылды |
| Негізгі артықшылық | Оптикалық көлеңкелену шығынын азайту және тиімді жарық сіңіру аймағын жақсарту |
| Үйлесімді бағыттар | IBC, TBC, HBC, HPBC, ABC және басқа BC негізіндегі құрылымдар |
| Модуль процесінің әсері | PERC, TOPCon және HJT ұяшықтарымен салыстырғанда әртүрлі дәнекерлеу логикасын қажет етеді |
IBC ұяшығын өндіру процесі
Типтік IBC ұяшық процесін келесідей қорытындылауға болады:
Химиялық жылтырату және зақымдануды жою
BBr3 түтік диффузиясы
Құрғақ оттегі маскасының өсуі
Жергілікті BSF ашу үшін трафаретті басып шығару
POCl3 түтік диффузиясы
Текстуралау
Екі жақты пассивация
Жергілікті контакт ашу үшін трафаретті басып шығару
Трафаретті басып шығару металдандыру
BC технологиясының негізгі қиындығы - ұяшықтың артқы жағында жоғары сапалы p-типті және n-типті аймақтарды аралас үлгіде дайындау. Типтік процесте артқы жағында бор бар аралас диффузиялық масканы басып шығаруға болады. Диффузиядан кейін бор N-типті субстратқа еніп, p+ аймағын құрайды. Басылған маскасыз аймақ фосфор диффузиясы арқылы n+ аймағын құра алады.
Алдыңғы жағында жарықты ұстауды жақсарту үшін пирамидалық текстуралау қолданылады, ал электрлік өнімділікті жақсарту үшін FSF деп аталатын алдыңғы бет өрісі қалыптасады. Оптикалық басқару мен артқы жағындағы тасымалдаушыларды жинаудың бұл комбинациясы BC технологиясын премиум модульдер үшін тартымды ететін себептердің бірі болып табылады.
Техникалық артықшылықтар
Алдыңғы жағында торлы көлеңкелеу жоқ
BC ұяшықтарының ең тікелей артықшылығы - алдыңғы бетте металл тор сызығының болмауы. Бұл көлеңкелеу шығынын азайтады және жарықты пайдалануды арттырады. Модульдің сыртқы түрі үшін толық қара немесе біркелкі алдыңғы бет таза визуалды әсер береді, бұл әсіресе таратылған коммерциялық, өнеркәсіптік және ғимаратқа байланысты PV қолданбаларында тартымды.
Жоғары тиімділік әлеуеті
Алдыңғы бет көбірек түсетін жарықты ала алатындықтан, BC ұяшықтары күшті теориялық және практикалық тиімділік артықшылығына ие. TOPCon немесе HJT сияқты озық пассивация технологияларымен біріктірілгенде, BC құрылымдары түрлендіру тиімділігін одан әрі арттыра алады.
Икемді технологиялық интеграция
BC бір ұяшық бағытымен шектелмейді. Ол платформалық құрылым ретінде жұмыс істей алады және басқа жоғары тиімді технологиялармен біріктіріле алады. Сондықтан сала TBC, HBC, HPBC және ABC сияқты бағыттарды талқылайды. Ортақ бағыт бірдей: оптикалық жоғалтуды азайту, тасымалдаушыларды жинауды жақсарту және модуль қуатын арттыру.
Арнайы артқы жағындағы тор дизайны
Оң және теріс электродтар артқы жағында орналасқандықтан, BC ұяшықтарының тор орналасуы кәдімгі ұяшықтардан айтарлықтай ерекшеленеді. Келесі мысалда оң шиналар үшін қызыл сызықтар және теріс шиналар үшін көк сызықтар қолданылады, мысал ретінде 18BB артқы жағындағы орналасу алынған.
Жіңішке саусақтар да көрсетілгенде, оң және теріс саусақтар аралас үлгіде орналасады. PN өткел аймақтары да осыған ұқсас аралас түрде таратылады. Негізгі шиналар сәйкес саусақ құрылымымен қиылысу және қосылу арқылы токты жинайды.
Нақты BC элементінің кескінінен біз артқы жағындағы тор сызықтарын ғана емес, сонымен қатар жартылай элементтің екі жағындағы PAD нүктелерін де көре аламыз. Бұл PAD нүктелері электрлік қосылым және дәнекерлеу дизайны үшін, әсіресе жоғары тығыздықтағы өзара байланыс құрылымдарында маңызды.
Өнімді қолдану
BC элементтерінің тізбегін дәнекерлеу принципі
BC элементтерін дәнекерлеу дәстүрлі PERC немесе TOPCon элементтерін дәнекерлеуден ерекшеленеді. Кәдімгі екі жақты торлы элементтер үшін таспа әдетте бір элементтің артқы жағынан келесі элементтің алдыңғы жағына қосылады. BC элементтерінде оң және теріс электродтардың екеуі де артқы жағында орналасқан, сондықтан дәнекерлеу таспасы басқа қосылу жолымен жүруі керек.
Диаграммада көрсетілгендей, BC тізбегін дәнекерлеу екі көрші элемент арасындағы дәнекерлеу таспаларын циклдік және шахматтық үлгіде қолдану арқылы элементтерді тізбектей қосуды жүзеге асырады. Бұл TOPCon элементтері үшін қолданылатын дәнекерлеу әдісінен ерекшеленеді, мұнда таспа бір элементтің артқы жағынан келесі элементтің алдыңғы жағына өтеді.
Толық элементті A және B деп аталатын екі жартылай элементке бөлуге болады. A жартылай элементінің және B жартылай элементінің электродтары бір-біріне қарама-қарсы орналасқан. BC элементтерінің тізбегін дәнекерлеу кезінде бастапқы элементтен таспа A жартылай элементінің теріс электродына тартылып, содан кейін кесіледі. Содан кейін келесі қосылу логикасы қайталанады:
1-элементтегі A жартылай элементінің оң электродынан сол элементтегі B жартылай элементінің теріс электродына
1-элементтегі B жартылай элементінің оң электродынан 2-элементтегі A жартылай элементінің теріс электродына
Элементтер тізбегінің қосылуын аяқтау үшін жоғарыдағы циклді қайталаңыз
Бөлектелген аймақта таспа шын мәнінде бір үздіксіз таспа болып табылады. Түрлі түстер оң және теріс электродтардың қатынасын түсінуді жеңілдету үшін ғана қолданылады. Диаграмма BC элементіндегі циклдік шахматтық дәнекерлеу үлгісін анық көрсетеді.
Аяқталған элементтер тізбегі дәнекерлеу таспаларының бірнеше BC элементтері бойынша қалай орналастырылғанын көрсетеді. Мұндай тізбектеу таспаны дәл орналастыруды, тұрақты кернеуді бақылауды, дәл позициялауды және артқы жағындағы электрод үлгісін жақсы түсінуді талап етеді.
Ағымдағы ағын диаграммасы тізбектей қосылу принципін одан әрі түсіндіреді. Ток жолы артқы жағында шахматты таспа бағыттау арқылы қалыптасатындықтан, BC жабдығы мен процесті басқару дәстүрлі элементтерге арналған стандартты таспа дәнекерлеуге қарағанда жоғары талаптар қояды.
Байланыс және сатып алу
BC модульдерін өндіруге арналған практикалық ескертпелер
BC модульдерін шығаруды жоспарлап отырған өндірушілер үшін элементтерді тізбектей қосу бөлімі ең маңызды процестік нүктелердің бірі болып табылады. Артқы жағындағы электрод дизайны дәстүрлі тізбектей қосу логикасын жай ғана көшіруге болмайтынын білдіреді. Жабдық дәл артқы контактіні туралауды, басқарылатын таспа беруді, тұрақты дәнекерлеу температурасын және дәнекерлеуден кейінгі сенімді тексеруді қолдауы керек.
Өндірісте инженерлер таспаның ығысуына, дәнекерлеу тігісінің сапасына, элементтің жарылу қаупіне, PAD нүктелерінің сәйкестігіне және ток жолының тұрақтылығына ерекше назар аударуы керек. Артқы жағындағы дәнекерлеудегі кез келген шамалы ауытқу қарсылықтың жоғарылауына, қуат жоғалуына немесе ламинациядан және ұзақ мерзімді сыртқы пайдаланудан кейін сенімділік мәселелеріне әкелуі мүмкін.
Ooitech көзқарасы
Жабдық жеткізушісі ретінде біз мұны былай көреміз: BC технологиясы тек элементтің тиімділігін арттыру ғана емес, сонымен қатар модуль өндірудегі қиындық, әсіресе тізбектей дәнекерлеу дәлдігі мен артқы жағындағы өзара байланысты басқаруда. Күн панелін өндіру желісі үшін ең бастысы - стрингер дизайнын нақты BC элементінің электрод үлгісімен сәйкестендіру, оны өзгертілген TOPCon немесе PERC процесі ретінде қарастырмау. Біздің көзқарасымыз бойынша, BC модульдерін бағалайтын зауыттар жаппай өндіріске көшпес бұрын пилоттық масштабта дәнекерлеу тұрақтылығын, таспа бағыттауын және EL өнімділігін тексеруі керек.
