TOPCon Front-Film SiNx Yashinda Kwa Kiasi Kikubwa: 3-4W Nguvu Zaidi ya Moduli

Jibu la haraka: Unene wa filamu ya mbele ya silicon nitride kwenye seli ya TOPCon unathibitika kuwa na thamani inayopimika ya nguvu ya moduli. Ulinganisho wa mstari kati ya makundi mawili ya seli zenye mapishi tofauti ya filamu ya mbele ulizalisha tofauti ya 3 W hadi 4 W katika pato la moduli, huku kichocheo bora kikipata karibu 2.8 W. SiNx hufanya kazi kama mipako ya kuzuia mwanga na chanzo cha upitishaji wa hidrojeni, na kazi hizo mbili huvuta unene bora katika mwelekeo tofauti: nyembamba sana na uakisi huongezeka, nene sana na tabia ya macho na upitishaji wa filamu hubadilika. Mapishi yanayohusika yalikuwa katika kiwango cha 15 nm hadi 45 nm, na tabaka kadhaa kati ya 20 nm na 30 nm. Kwa sababu tabaka huwekwa katika hatua ile ile ya PECVD kwa njia yoyote, faida haigharimu chochote katika vifaa — ni mabadiliko ya kichocheo, ndiyo sababu uboreshaji wa filamu ya mbele ni mojawapo ya njia za bei nafuu zilizobaki za ufanisi kwenye mstari wa TOPCon.

Utengenezaji wa Moduli za PV · na Jerry, Ooitech

Utangulizi wa Bidhaa

Ulifanya ulinganisho kwenye mstari. Vikundi viwili vya TOPCon seli, mapishi tofauti ya filamu ya mbele.

• Kundi la filamu yenye gradient: mrundikano wa gradient wa SiNx/SiOxNy/SiOx (na tabaka za SiOx/SiOxNy zenye kielekezi cha chini cha mwanga)

• Kundi la SiNx safi: SiNx safi ya tabaka nyingi

Matokeo yalirudi kinyume.

• Kiwango cha seli: kundi la gradient lilikuwa na ufanisi wa juu kwa 0.05%-0.1% kuliko kundi la SiNx safi. Kwenye seli, filamu ya gradient ilionekana wazi kuwa bora.

• Kiwango cha moduli: baada ya kuunganishwa katika moduli za seli 66 za 210×210, kundi la SiNx safi kwa kweli lilikuwa na 3-4W zaidi ya nguvu (iliyopimwa kwenye mstari).

"Kundi lenye ufanisi wa chini wa seli liliishia na nguvu ya juu ya moduli." Idara ya ubora iliendelea kuuliza kwa nini, na huwezi kujibu tu "faida ya ufungashaji."

Makala hii inatumia karatasi moja madhubuti kutatua hesabu hiyo ya kushtukiza ya macho.

Vigezo vya Kiufundi

Ufanisi wa seli ≠ nguvu ya moduli. Ufungashaji upo katikati.

Weka jambo moja akilini mwako kwa uthabiti: ufanisi wa seli na nguvu ya moduli si kuzidisha rahisi.

Kwa kutumia moduli ya TOPCon ya seli 66 za 210×210 yenye seli za kiwango cha 25.7% kama msingi, data ya mstari inaonyesha tofauti ya ufanisi wa seli ya 0.1% inalingana na takriban 2.8W ya nguvu ya moduli. Kwa uwiano huo:

Mwelekeo uligeuka kabisa. Faida ya kiwango cha seli ililiwa katika ufungashaji.

Nguvu ya moduli si ufanisi wa seli uliozidishwa moja kwa moja. Kioo, kifuniko na backsheet huleta faida ya uunganishaji wa macho (chanya) lakini pia kutolingana kwa mkondo na upotevu wa usambazaji (hasi). Jumla ni nguvu iliyopimwa. Mapishi tofauti ya kupunguza mwanga huleta jumla tofauti sana baada ya kuunganisha, na hiyo ndiyo mzizi wa "kupoteza kwenye seli, kushinda kwenye moduli."

Utaratibu huu ulikwisha bainishwa na Zhang et al. 2019 (Energies, DOI:10.3390/en12061168) kwenye jukwaa la PERC, ukisaidiwa na uigaji wa SunSolve na kipimo cha moduli.

Faida za Kiufundi

Karatasi moja ya PERC inaeleza ubadilishaji huo waziwazi

Zhang 2019 alisoma mipako ya mbele ya tabaka tatu ya kuzuia mwanga kwenye mono PERC. Tabaka mbili za kwanza zilibaki SiNx isiyobadilika (20nm/45nm). Ni tabaka la tatu pekee lililobadilika.

• Mpango A: tabaka la tatu 15nm SiNx (kielekezi cha mwanga 1.99)

• Mpango B3: tabaka la tatu 30nm SiOx (kielekezi cha mwanga 1.46)

Kwa kutumia uigaji wa macho wa SunSolve (muundo wa piramidi umejumuishwa), walikokotoa wastani wa uzito wa kuakisi WAR (300-1100nm):

Katika kiwango cha seli, B3 huakisi kidogo kuliko A, ilipimwa Isc juu kwa 62mA, ufanisi 21.50% dhidi ya 21.35% (+0.15% abs). Filamu yenye tabaka la SiOx la kielekezi cha chini hushinda tu kwenye seli.

Lakini katika kiwango cha moduli, picha inabadilika. Sehemu 3.3 inasema waziwazi:

"Kwa sababu kifuniko cha EVA hufyonza mwanga wa urefu mfupi wa wimbi, faida ya mwitikio wa spectral ya seli ya 30nm SiOx imefichwa kwa kiasi... faida ya nguvu ya moduli ni 0.9W tu... kuweka SiOx kwenye moduli kulipunguza faida ya utendaji wa kiwango cha seli kwa 57%."

Maelezo mahususi:

• Uwiano wa CTM: 30nm SiOx 96.1% dhidi ya 15nm SiNx 96.5%. Ile ya SiOx kwa kweli ni ya chini.

• Faida ya +0.15% ya kiwango cha seli ilipoteza 57% ya faida yake baada ya kuunganishwa.

• Faida ya nguvu ya moduli ni 0.9W.

Hiyo ni maelezo ya kiwango cha karatasi kwa kesi yako. Kundi la gradient (lenye tabaka za SiOx/SiOxNy za kielekezi cha chini, kama B3 ya Zhang) hushinda 0.05-0.1% katika kiwango cha seli kupitia upinzani wa mawimbi mafupi. Lakini baada ya kuunganisha, EVA hunyonya mwanga wa mawimbi mafupi ya <380nm, ukingo wa mawimbi mafupi wa kundi la gradient huzuiwa, CTM hupungua, na kwa daraja sawa la ufanisi kundi safi la SiNx hulipita.

Matumizi ya Bidhaa

Pengo liko wapi, na ni kubwa kiasi gani

① Kiwango cha seli: kundi la gradient hushinda 0.05%-0.1%, takriban 1.4-2.8W

Kwa msingi wa mstari wa 66-cell 210 TOPCon (ufanisi wa seli wa 0.1% ≈ 2.8W nguvu ya moduli), kundi la gradient huwa juu kwa 0.05%-0.1% katika kiwango cha seli, ambayo inapaswa kumaanisha 1.4-2.8W juu kwenye moduli.

② Kiwango cha moduli: SiNx safi kwa kweli ni juu kwa 3-4W (kipimo cha mstari)

Kwa kipimo, nguvu ya moduli ya kundi safi la SiNx ni 3-4W juu kuliko kundi la gradient. Ongeza tena upungufu mdogo wa kiwango cha seli, na inamaanisha kundi safi la SiNx huchangia 4.4-6.8W zaidi katika hatua ya ufungashaji pekee. Dhidi ya msingi wa 720W, hiyo ni tofauti ya faida ya ufungashaji ya 0.61%-0.94%.

③ Ushahidi wa maandishi: "kupungua kwa 57%" kwa Zhang 2019 (jukwaa la PERC)

Ugunduzi wa PERC wa Zhang unalingana kwa karibu: filamu yenye tabaka ya tatu ya SiOx hushinda +0.15% katika kiwango cha seli, lakini baada ya kuunganisha faida hupunguzwa kwa 57% na uwiano wa CTM hupungua kwa pointi 0.4.

Ikibadilishwa kuwa 66-cell 210 TOPCon, faida ya kiwango cha seli ya 0.1% huacha takriban 0.04% tu baada ya kuunganisha, na moduli inaweza kabisa kubadilika. Chanzo kimoja, sababu moja na matokeo yako ya mstari ya "SiNx safi juu kwa 3-4W."

④ Kwa nini kundi la gradient huanguka nyuma katika kiwango cha moduli?

Filamu ya gradient yenye SiOx/SiOxNy ina nguvu yake kuu katika upinzani wa mawimbi mafupi ya 300-500nm. Lakini hiyo ndiyo bendi ambayo glasi + EVA hunyonya kwa nguvu zaidi kwenye moduli. Ukingo wa mawimbi mafupi wa filamu ya gradient huliwa moja kwa moja na vifaa vya ufungashaji. Wakati huo huo SiNx safi ya tabaka nyingi hufanya upinzani wake wa mawimbi kwa ukamilifu katika bendi kuu ya >400nm ya mwanga unaoonekana hadi karibu na infrared (bado inafanya kazi baada ya kuunganisha, ambapo mwitikio wa quantum wa silicon ni juu), kwa hivyo hupata faida zaidi katika kiwango cha moduli.

Kuiweka kwenye mstari: usihukumu kwa ufanisi wa seli pekee

① Je, inaweza kufanya kazi kwenye mstari sasa?

Zote mbili zinaweza. SiNx safi ya tabaka nyingi ni njia iliyoiva. Filamu ya gradient (SiNx/SiOxNy/SiOx) pia inaweza kufanywa kwenye tube PECVD, tabaka moja zaidi ya mipako pamoja na hatua moja zaidi ya udhibiti wa uwiano wa N/O na ulinganifu wa unene wa tabaka tatu.

Hivi karibuni tasnia ya TOPCon imekuwa ikihimiza tena mbinu ya "SiNx ya tabaka nyingi ya filamu ya mbele" kuchukua nafasi ya mchakato wa "tabaka nyingi za nitrous-oxide za filamu ya mbele". Data uliyoiona ni ushahidi wa kiwango cha mstari wa mwelekeo huo. Si kwamba filamu ya gradient si nzuri, ni kwamba ilifeli mtihani wa lamination.

② Je, inafaa?

Inategemea unahesabu vipi. Angalia ufanisi wa seli peke yake na filamu ya gradient ni 0.05-0.1% nzuri zaidi. Lakini kwa kiwango cha moduli SiNx safi ya tabaka nyingi inapita kwa 3-4W, na kwa bei ya sasa ya TOPCon moduli kwa wati, hiyo ni nafasi halisi ya malipo ya ziada.

Uchaguzi wa filamu ya mbele lazima utumie mtazamo wa vipimo viwili: ufanisi wa seli pamoja na faida ya ufungashaji. Usikodolee namba hiyo moja ya kiwango cha seli, la sivyo utaishia kama kikundi cha gradient, kushinda uso kwenye seli na kupoteza maudhui kwenye moduli.

③ Je, ni thabiti?

Hii inahitaji ukaguzi wake yenyewe. Zote mbili ni filamu za tabaka nyingi, na uaminifu wa muda mrefu (utulivu wa filamu chini ya joto la unyevu, ulinganifu na vizuizi tofauti) lazima upimwe. Kazi ya awali ya timu ya UNSW Hoex ilionyesha kwamba TOPCon ni nyeti sana kwa fomula za ufungashaji. Filamu ya kupambana na mwanga na kizuizi vimeunganishwa. Badilisha mipako na uchaguzi wa kizuizi unaweza kuhitaji kufuata.

Kidokezo cha hatari kwa mfanyakazi wa mstari: unapolinganisha michakato miwili ya filamu ya mbele, usilinganishe tu ufanisi wa seli. Pengo la 0.05-0.1% la kiwango cha seli linaonekana dogo, lakini moduli inaweza kubadilika kwa wati kadhaa. Pima ufanisi wa seli na nguvu ya moduli, hasa kwa moduli za hali ya juu zinazofuata malipo ya daraja la nguvu.

Mipaka: kile karatasi haisemi

• Zhang 2019 ni ushahidi wa jukwaa la PERC, si TOPCon. Lakini optics ya kupambana na mwanga ya mbele ina asili moja: EVA inachukua mawimbi mafupi, filamu za SiOx zinapoteza makali yao ya mawimbi mafupi, CTM inashuka. Hiyo ni kanuni ya jumla ya optics ya ufungashaji, na filamu ya mbele ya TOPCon inaifuata. Kesi hii ya mstari ni TOPCon, inayolingana kwa mwelekeo na karatasi. Inapendekezwa kuirudia kwenye mstari wako mwenyewe kwa EQE spectral response pamoja na mgawanyiko wa uakisi wa kabla/baada ya lamination.

• Utaratibu ni makisio ya makala hii, si uamuzi. Maelezo ya kimaumbile kwa "SiNx safi ya tabaka nyingi ina faida kubwa ya ufungashaji" (wigo bora uliopunguzwa + ufyonzaji mdogo wa vimelea) yanahitaji mwitikio wa wigo wa EQE na data ya mgawanyiko wa mwanga/ufyonzaji kabla/baada ya kuweka tabaka ili kuthibitisha. Kipande hiki kinatoa mfumo wa kimaumbile na mwelekeo. Bendi ipi inatawala na ufyonzaji wa vimelea unatoka wapi kunasubiri data ya wigo wa mstari.

• Pengo la faida ya ufungashaji la 0.61%-0.94% ni makadirio ya kiwango cha ukubwa yaliyohesabiwa kinyume kutoka 3-4W na 0.05-0.1%. Vifuniko tofauti (EVA/POE/EPE) na glasi tofauti (iliyofunikwa/isiyofunikwa) vitabadilisha namba hiyo.

• Moduli za pande mbili na kifuniko cha kukata UV hubadilisha zaidi matumizi ya mawimbi mafupi. Pengo kati ya makundi mawili linaweza kugawanywa upya chini ya hali ya glasi mbili + kupitisha UV.

Muhtasari

Seli zile zile za TOPCon, kundi la gradient linashinda 0.1% katika kiwango cha seli, na baada ya ufungashaji linapoteza 4W. Tofauti si ufanisi tu, ni kwamba mtihani ambao filamu ya kuzuia mwanga inakaa ulibadilika katika hatua ya moduli.

Mtihani wa seli hupima wigo kamili wa mawimbi mafupi, na kundi la gradient linajibu vizuri. Mtihani wa moduli hupima wigo bora baada ya ufungashaji, na kundi la SiNx safi linageuza.

Karatasi hiyo ya PERC ya 2019 ilisema tayari: weka SiOx kwenye moduli na faida ya kiwango cha seli inakatwa 57%. Ugeuzaji wa 3-4W uliopimwa kwenye mstari unalingana na hitimisho la karatasi kwa mwelekeo.

Kwa uteuzi wa filamu ya mbele, usiruhusu namba moja ya ufanisi wa seli iweke mdundo. Hesabu faida ya ufungashaji katika jumla.

Maoni ya Ooitech

Pengo la seli dhidi ya moduli hapa ni mtego hasa tunaouangalia tunapokabidhi mstari wa moduli. Mipako inayong'aa kwenye seli inaweza kupoteza wati kimyakimya mara glasi na EVA zinawekwa juu, kwa hivyo sisi huwaambia wateja kila mara kufunga uchaguzi wa kuzuia mwanga dhidi ya data halisi ya CTM, si ufanisi wa maabara. Kwa kuwa Ooitech hujenga mistari ya uzalishaji ya moduli tu, muunganisho huu wa seli-hadi-moduli ndipo kazi yetu ya kuweka tabaka na mafunzo ya mchakato inapata thamani yake. Ikiwa unataka kuona jinsi chaguo hizi zinavyofanya kazi kwenye mstari wa TOPCon unaoendesha, chaneli ya YouTube ya Ooitech (www.youtube.com/ooitech) ina picha nyingi za kiwanda zinazostahili kufuatiliwa.