Didelės galios femtosekundinis lazeris efektyviai padidina BC ląstelių didelio ploto modeliavimą, kad būtų galima pigiai masinei gamybai

Pastaraisiais metais baterijų technologijų moksliniai tyrimai ir plėtra buvo daugiausia dėmesio skiriant fotovoltinės pramonės plėtrai, siekiant didesnio baterijos konversijos efektyvumo, BC baterijų technologija, nes dabartinė fotovoltinės pramonės šaka, kuri kelia didelį susirūpinimą, laikoma kitų 3-5 metų kristalinio silicio baterijų, naujų pagrindinių produktų. Pastaruoju metu karštų diskusijų ir debatų serija rinkoje, BC baterijos koncepcija ir toliau įkaista.

Verta paminėti, kad nepaisant didelių BC baterijų technologijos pranašumų, jos techniniai sunkumai ir įrangos sąnaudos vis dar yra mūsų dabartiniai iššūkiai. BC akumuliatoriams reikia 2-3 lazerinių procesų vienai GW gamybos linijai, o bendra įrangos vertė yra 60-70 mln. RMB. Šiame kontekste ypač išryškėja pagrindinio BC baterijos proceso – lazerinės grafikos apdorojimo – svarba. Dėl puikių eksploatacinių savybių lazerinė technologija bus įtraukta į įvairias BC baterijos konstrukcijų realizavimo technologijas. Femtosekundinio / pikosekundinio lazerio ir BC elementų technologijos integravimas taps nauju fotovoltinių elementų lazerinės įrangos plėtros galimybių ratu.
Kokie yra BC ląstelės piramidės viršūnėje pranašumai?
BC technologija dar 1975 m., mokslininkai iškėlė šią koncepciją, o per 48 metus plėtra buvo gana lėta, daugiausia dėl saulės elementų struktūros, fotolitografijos procese naudojama kaina yra labai didelė, todėl populiarėja. paraiška yra ribota. Vadinamoji BC baterija, tai yra, nugaros kontakto (galinio kontakto) baterija, yra dabartinis bendras terminas, apibūdinantis visų tipų kristalinio silicio saulės elementų galinio kontakto struktūrą. Daugiausia apima IBC, HBC, TBC, ABC, HPBC ir pan.
vaizdas.png
Šaltinis: pixabay
BC elemento principas yra tas, kad jo paviršiuje nėra tinklelio linijos, o teigiami ir neigiami elektrodai yra paruošti elemento gale kryžminiu būdu, taip sumažinant atspalvio praradimą, kurį sukelia elektrodų tinklelio linija, ir maksimaliai padidinant. saulės šviesos naudojimas.
Trys BC akumuliatoriaus struktūros privalumai
01 Didelis efektyvumas, daug galimybių tobulėti
PN jungtis ir elektrodų tinkleliai, esantys priekinėje elemento pusėje, perkeliami į galinę elemento pusę, o tai sumažina 3-5 % krentančios šviesos blokavimo elektrodų tinkleliais, o priekinės pusės medžiaga gali geriau atlikti šviesos sugerties ir pasyvavimo efektyvumas, siekiant pagerinti bendrą fotoelektrinės konversijos efektyvumą;
02 Gryna išvaizda, pagerinkite estetiką
Nėra tinklelio linijų priekinėje akumuliatoriaus pusėje, gryna išvaizda, pagerina estetiką, gaminių diferenciaciją, taikoma paskirstytuose PV scenarijuose; toliau gerinti užpakalinės pusės struktūrą, kad būtų padidintas dvipusis rodiklis, taip pat taikomas pagrindinėms didelio masto elektrinėms, rinka yra plati.
03 Geras universalumas, pagerina efektyvumą ir sumažina išlaidas
BC technologijų platforma pasižymi geru universalumu ir gali būti derinama su įvairiomis medžiagų sistemomis (PERC, TOPCON, HJT, stacked cell ir t.t.), siekiant nuolat gerinti efektyvumą ir sumažinti išlaidas.
Su šiais trimis pranašumais BC komponentai neseniai užėmė pagrindinę pramonės komponentų efektyvumo palyginimo platformą – Taiyang News reitingą viršuje, kurio maksimalus efektyvumas yra 24 %; vidaus BC akumuliatoriaus modulio masinė gamyba nuo 2022 m., Yra 40 GW + gamybos pajėgumai, netrukus prasidės spartaus augimo laikotarpis. Kadangi pirmaujantys gamintojai skatina masinę gamybą, pramonės grandinės brandumas didėja, vis daugiau TOPCON ir HJT stiprumo gamintojų bus įtraukti į MTTP ir bandomąją programą BC technologija, pramonės vėjo kryptis yra aiški.
Nors BC baterijos užėmė technologijų piramidės viršūnę, tačiau jos užpakalinė didelė sudėtinga didelio tikslumo grafika kaip proceso slenksčio pagrindas ir didelė kaina tam tikru mastu riboja šios technologijos populiarumą. Lazerinės grafikos apdorojimo procesas šiais laikais yra ekonomiškiausias apdorojimo būdas, o tai taip pat reiškia, kad lazerinio apdorojimo technologija taps didžiausiu naudos gavėju kelyje į masinės BC baterijų gamybos procesą.
BC baterijų lazerinės technologijos reikalavimai ir iššūkiai
Pagrindinė priežastis, kodėl BC baterijos procesas nebuvo išpopuliarintas, yra ta, kad procesas yra sudėtingesnis, raktas slypi akumuliatoriaus galinėje vietinio dopingo ir metalinių elektrodų dalyje. Sparčiai vystantis lazerių technologijoms, žmonės taip pat pamato jos potencialą pramoniniame apdirbime. Dėl tikslumo, greičio, nulinio kontakto ir gero šilumos valdymo efekto lazeris tapo pagrindine BC baterijos proceso priemone.
Šiuo metu pagrindinei TOPCON poli-Si ＼ HJT a-Si medžiagų sistemai, gaminant BC ląstelių struktūrą, reikia atlikti kelis grafinius grafinius ėsdinimo būdus užpakaliniam daugiasluoksniam nm plėvelės sluoksniui, todėl reikalingas apdorojimo procesas, kurio ėsdinimo tikslumas yra nm. šiluminės difuzijos valdymas, um lygio grafinio valdymo tikslumas ir antrojo lygio vieno lusto apdorojimo laikas (apdorojimo laikas daugiausia yra atvirkščiai proporcingas taško dydžiui, lazerio dažniui).
BC baterija yra penkių pagrindinių lazerinio apdorojimo įrangos reikalavimų pagrindas
01 Didelis taško dydis
Didelis taško dydis reikalauja galingos lazerio impulsų energijos;
02 Greitas nuskaitymo greitis
Greitas nuskaitymo greitis, poreikis naudoti didelį impulsų dažnį, bendra lazerio galia;
03 Geras dėmės vienodumas
Geras taško vienodumas, reikia pagerinti lazerio šviesos kokybę ir užtikrinti, kad optinio kelio sistema būtų labai tiksli;
04 Mažas šiluminis poveikis ir žala
Didelis tikslumas, mažas pažeidimas ir mažas šiluminis poveikis reikalauja itin trumpų lazerio impulsų ir itin didelės didžiausios galios;
05 Kaina ir atnaujinimas
Maža kaina ir atnaujinimo iteracijos greitis, reikalaujantis didelio lazerių lokalizavimo greičio.
1 ir 2 punktai aukščiau nurodo didelę galią ir didelį produktyvumą, 3 ir 4 punktai – didelį tikslumą ir aukštą našumą, o 5 punktas užtikrina visos technologijos kūrimą ir veikimo efektyvumą. Nuo pirmojo principo lazerinio proceso įrangos šerdis yra lazeris, gali būti patenkinti tik nepriklausomi tyrimai ir plėtra, technologijos ir ekonomiškai valdomas didelės galios lazeris.
Itin greitas lazeris BC baterijos efektyvioje ėsdinimo atviroje plėvelėje
Itin greitas lazeris reiškia lazerio tipą, kurio išėjimo impulso plotis yra mažesnis nei 10-12s, įskaitant pikosekundę, femtosekundę ir atosekundę. Ankstyvieji fotovoltiniai darbuotojai bandė naudoti nanosekundžių (10-9s) apdorojimą lazeriu, lazerio energijos šilumos kaupimąsi medžiagai ištirpdyti, impulso trukmė buvo ilga, tačiau dėl šilumos kaupimosi laidumo medžiagoje apdorojamos medžiagos kraštas turi didelį šiluminį poveikį ir yra linkęs į likučius, šiukšles, mikroįtrūkimus ir kitus pažeidimus, kurie negali patenkinti masinės BC akumuliatoriaus gamybos proceso poreikių. Todėl šis procesas nebuvo masiškai skatinamas. Tačiau, autoriaus tyrimo duomenimis, yra įmonių, kurios pasiūlė naujus sprendimus ir pasiekė tam tikrų rezultatų, ir manoma, kad artimiausiu metu šios programos gali būti visuotinai taikomos.