Ushindani wa Utendaji wa Mwanga Mdogo: TOPCon, BC
Jedwali la Yaliyomo
Jibu la haraka: Utendaji wa mwanga hafifu ndipo pato halisi la moduli huamuliwa, kwa sababu saa nyingi zilizowekwa haziko kwenye 1000 W/m2. Katika ulinganisho kati ya TOPCon, BC na miundo inayofanana, tofauti kati ya aina za seli huonekana kama asilimia ya pato kwenye mwanga hafifu: chini ya takriban hali ya 100 W/m2, muundo mmoja ulipima takriban 4.38% ya pato linganifu dhidi ya 2.33% kwa mwingine. Pengo hilo ni dogo kuliko tofauti ya jina la sahani na kubwa kuliko inavyosikika, kwa sababu linatumika kwa kila saa ya mwanga hafifu ya mwaka. Utaratibu ni upinzani wa shunt na muunganiko kwenye mkusanyiko mdogo wa wabebaji — seli yenye muunganiko zaidi hupoteza kwa uwiano zaidi wakati mwanga ni hafifu. Hii ndiyo sababu moduli inayoshinda kwa nguvu iliyokadiriwa katika hali za kawaida za majaribio inaweza kushindwa kwa mavuno ya mwaka katika eneo lenye ukungu, mawingu au uzalishaji wa asubuhi na mapema na jioni.
Utengenezaji wa Moduli za PV · na Jerry, Ooitech
Utangulizi
Nguvu ya jina la sahani ni thamani iliyokadiriwa; mwitikio wa mwanga hafifu ni utendaji wa ulimwengu wa kweli. Katika maeneo mengi ya dunia, mwanga wa jua hubaki chini ya 1000 W/m² kwa zaidi ya 90% ya muda. Ni saa mbili au tatu tu karibu na adhuhuri ya jua zinazokaribia hali za STC. Macheo, machweo, anga lenye mawingu, mvua—seli hutumia muda mwingi wa maisha yao ya kazi chini ya mwanga hafifu. Ufanisi wa juu uliokadiriwa hauhakikishi pato la juu la ulimwengu wa kweli. Leo tunachambua mwitikio wa mwanga hafifu: nani anashinda kwa fizikia, nani anathibitisha kuwa na nguvu zaidi uwandani, na jinsi ya kuhukumu ubora wa mwanga hafifu wa seli moja kwa moja kwenye mstari wa uzalishaji.
Fizikia ya Mwitikio wa Mwanga Hafifu: Nani Anavuja na Kuunganisha Kidogo
Kutoka kwa mzunguko sawa wa diodi, sababu kuu ya kushuka kwa ufanisi chini ya mwanga hafifu ni rahisi: mkondo unaozalishwa na mwanga hupungua, lakini uvujaji na muunganiko haupungui kwa uwiano, hivyo sehemu yao ya jamaa inaongezeka.
Sababu muhimu zaidi: upinzani wa shunt Rsh
Chini ya mwanga hafifu mkondo unaozalishwa na mwanga hupungua kwa kasi, lakini mkondo wa uvujaji hubaki karibu bila kubadilika (inategemea voltage na Rsh). Sehemu kubwa ya mkondo wa uvujaji huvuta Voc chini, ambayo huvuta FF chini, ambayo hupunguza ufanisi.
Kadiri Rsh inavyokuwa juu (kadiri uvujaji unavyokuwa mdogo), ndivyo mwitikio wa mwanga hafifu unavyokuwa bora. Hii ni sababu kuu ya kifizikia.
| Aina ya Seli | Sifa za Rsh | Utendaji wa Mwanga Hafifu |
|---|---|---|
| HJT | Tabaka la passivation la i-a-Si:H lenye insulation bora, muunganiko wa kiolesura wa chini sana | Bora |
| TOPCon | Nguzo chanya na hasi zimegawanyika mbele na nyuma, maeneo machache ya kutenganisha kingo, njia za uvujaji zinazodhibitiwa | Nzuri |
| BC | Muundo wa interdigitated wa nyuma, mifereji mingi ya kutenganisha P⁺/N⁺, kuongezeka kwa hatari ya uvujaji wa kingo | Dhaifu zaidi |
Sababu ya pili: kipengele cha ubora n
Kipengele cha ubora kinaonyesha mfumo wa muunganiko upya: n=1 kwa mkondo bora wa usambaaji, n=2 wakati muunganiko upya wa eneo la upungufu unatawala. Kadiri n inavyokuwa kubwa, ndivyo upotevu wa muunganiko upya unavyozidi kuwa mzito chini ya mwanga hafifu. Muundo wa mguso uliopitishwa wa TOPCon unatoa n≈1.1-1.2, kiungo cha PN kilichochongwa nyuma cha BC kina njia nyingi zaidi za muunganiko upya kwenye kiolesura kwa n≈1.2-1.4, na upitishaji wa silikoni isiyo na umbo la HJT unafanya vyema kwa n≈1.0-1.1.
Upinzani wa mfululizo Rs hauna umuhimu mkubwa hapa. Upotevu wa nishati katika Rs ni I²R; chini ya mwanga hafifu mkondo ni mdogo, hivyo athari yake ya jamaa hupungua.
Kwa Nini BC ni Dhaifu Chini ya Mwanga Hafifu: Sababu ya Kimuundo
BC huweka elektrodi chanya na hasi zote nyuma, ikihitaji mifereji mingi ya kutenganisha kati ya maeneo ya P⁺ na N⁺ ili kufikia utenganishaji wa umeme. Mifereji hii huleta matatizo mawili:
Hatari ya uvujaji wa pembeni: Uchongaji wa mfereji unaweza kuharibu substrate ya silikoni na kuunda njia za uvujaji. Uso mmoja wa nyuma wa BC una mifereji mamia ya kutenganisha, kila moja ikiwa njia inayowezekana ya uvujaji.
Muunganiko upya wa kiolesura: Eneo la kiolesura la P⁺/N⁺ la muundo uliochongwa nyuma linakua kubwa, na kuongeza vituo vya muunganiko upya na kusukuma kipengele cha ubora n juu zaidi.
Hii ni changamoto ya asili ya kimuundo, si swali la "nani alifanya vibaya." Uboreshaji wa mchakato (kudhibiti umbo la mfereji, kuboresha tabaka za upitishaji) unaweza kusaidia, lakini muundo unaweka BC katika hali mbaya ya asili kwenye hatua hii.
Sababu HJT inafanya vyema zaidi chini ya mwanga hafifu ni kinyume chake: tabaka la asili la upitishaji la silikoni isiyo na umbo i-a-Si:H hutoa upitishaji bora wa uso, msongamano mdogo wa hali za kiolesura, Rsh ya juu zaidi, na kipengele kidogo zaidi cha ubora.
Ushahidi wa Shambani: TOPCon Inashinda BC kwa Pato kwa Wati Chini ya Mwanga Hafifu
Data ya shambani kutoka taasisi kadhaa za majaribio inaelekeza upande mmoja:
| Taasisi ya Majaribio | Mahali | Mazingira | Ongezeko la TOPCon dhidi ya BC kwa Mwanga Hafifu |
|---|---|---|---|
| CPVT | Yinchuan, Ningxia | Vipindi vya mwanga hafifu asubuhi/jioni | Mawingu +3.89%, jua +2.33% |
| CPVT | Yinchuan, Ningxia | Mionzi hafifu sana (0-100 W/m²) | +4.38% |
| TÜV Nord | Kagoshima, Japani | <400 W/m² | +10.79% |
| TÜV Rheinland | Chengdu | 90% siku za mawingu/mvua | +2.37%, kilele cha asubuhi/jioni +7.18% |
| CGC | Hainan | Siku 127 ikiwemo siku 76 za mvua | +7.83% |
| State Grid | Zhangbei | 200 W/m² | +2.6% |
Chini ya mazingira ya mwanga hafifu, uzalishaji kwa wati wa TOPCon unazidi ule wa BC, na kadiri mwanga unavyopungua, ndivyo pengo linavyozidi kuwa kubwa.
Lakini tofauti ndani ya njia hiyo hiyo ya teknolojia pia ni kubwa. Upimaji wa kulinganisha wa wasambazaji wengi uliofanywa na Carbon Search Evaluation Lab unaonyesha bidhaa za BC zikipoteza 2.78% hadi 6.57% kwa mwanga hafifu wa 200 W/m², wakati TOPCon inaanzia 2.14% hadi 4.72%. Pengo kati ya "bidhaa bora" za teknolojia hizo tatu ni dogo kuliko pengo kati ya "bidhaa nzuri dhidi ya bidhaa mbovu" ndani ya njia hiyo hiyo.
Ufunguo wa uzalishaji: wakati wa kuchagua, kiwango cha mchakato wa mtengenezaji ni muhimu kama vile uchaguzi wa njia ya teknolojia.
Usichanganye Kigawo cha Joto na Mwitikio wa Mwanga Hafifu
Kigawo cha joto na mwitikio wa mwanga hafifu ni vigezo viwili huru, lakini mara nyingi huchanganywa.
| Kigezo | Hali Husika | HJT | TOPCon | BC |
|---|---|---|---|---|
| Kigawo cha joto | Hali za joto la juu (moduli >50°C) | -0.24%/℃ | -0.29%/℃ | -0.26%/℃ |
| Mwitikio wa mwanga hafifu | Hali za mwanga hafifu (<400 W/m²) | Bora | Nzuri | Dhaifu zaidi |
Katika siku ya joto ya kiangazi yenye mawingu, joto la juu na mwanga hafifu hukutana pamoja, na HJT inaongoza katika yote mawili, hivyo kuongeza faida yake. Katika siku ya baridi ya kiangazi yenye mawingu, joto la chini hupunguza ushawishi wa kigawo cha joto, na mwitikio wa mwanga hafifu huchukua uongozi. Usitumie kigawo cha joto kuelezea utendaji wa mwanga hafifu, na usikisie kigawo cha joto kutoka kwa utendaji wa mwanga hafifu—ni viwango viwili tofauti vya kimwili.
Uboreshaji wa mwanga hafifu na upinzani wa UVID pia si mambo yanayopingana kimaumbile kiasili. Mwanga hafifu hutegemea mifumo ya upotevu wa umeme (Rsh, n), wakati UVID hutegemea uthabiti wa nyenzo (vifungo vya kemikali vya tabaka la passivation, kifuniko filamu). Vyote viwili vinaweza kuboreshwa tofauti kupitia uboreshaji huru.
Jinsi ya Kutathmini Ubora wa Mwanga-Hafifu wa Seli kwenye Mstari wa Uzalishaji
Kiashiria cha moja kwa moja zaidi: upinzani wa shunt Rsh.
Katika upimaji wa I-V, kadiri Rsh ya seli inavyokuwa juu, ndivyo inavyowezekana zaidi kufanya vizuri chini ya mwanga hafifu. Ikiwa kundi linaonyesha mgawanyo mpana wa Rsh na idadi kubwa ya seli zenye Rsh ya chini, pato la mwanga-hafifu hakika litateseka.
Kidokezo maalum kwa mistari ya BC: seli zinazoonyesha madoa angavu yasiyo ya kawaida katika maeneo ya mfereji wa kutenganisha kwenye picha za EL zina uwezekano wa kuwa na Rsh ya chini. Hii inalingana na "uvujaji wa ukingo wa mfereji" uliotajwa awali—tatizo ambalo muundo huu una mwelekeo wa asili wa kulipata.
Mistari ya TOPCon: Rsh juu ya 1000 Ω·cm² kwa ujumla ni ya kawaida; chini ya 500 inahitaji kuchunguza kutenganisha ukingo au mashimo kwenye tabaka la passivation. Seli zenye tabia bora ya mwanga-hafifu kwa kawaida huonyesha Rsh juu ya 3000.
Mistari ya HJT: Rsh kwa asili ni juu, na juu ya 5000 ni kawaida. Lakini Rsh ya chini kwenye seli ya HJT kwa kawaida inamaanisha kitu kimeharibika kwenye kiolesura cha TCO na a-Si:H.
Muhtasari
Leja ya fizikia ya mwitikio wa mwanga-hafifu: HJT ni bora zaidi, TOPCon ni nzuri, BC inakabiliana na changamoto za kimuundo. Leja ya uwandani: chini ya mwanga hafifu, pato kwa wati la TOPCon kwa kweli linazidi la BC, na kadiri mwanga unavyopungua, ndivyo pengo linavyopanuka. Lakini usihukumu kwa njia ya teknolojia pekee—pengo kati ya bidhaa nzuri na mbaya kwenye njia moja ni kubwa zaidi kuliko pengo kati ya njia.
Vyanzo vya data: Jaribio la uwandani la CPVT Yinchuan (2025), jaribio la uwandani la TÜV Nord Kagoshima, jaribio la uwandani la TÜV Rheinland Chengdu, jaribio la uwandani la CGC Hainan, jaribio la uwandani la State Grid Zhangbei, upimaji wa kulinganisha wa wasambazaji wengi wa Carbon Search Evaluation Lab (2025).
Maoni ya Ooitech: Pato la mwanga-hafifu la ulimwengu wa kweli, si ufanisi wa bamba la jina, ndilo kipimo cha kweli cha seli ya sola, na upinzani wa shunt ni kipengele kimoja kinachoamua hilo zaidi.
