Femtosekundni laser velike snage učinkovito pojačava uzorke velike površine BC ćelija za jeftinu masovnu proizvodnju

Posljednjih godina istraživanje i razvoj tehnologije baterija bili su u središtu razvoja fotonaponske industrije, kako bi se postigla veća učinkovitost pretvorbe baterija, BC baterijska tehnologija kao trenutna fotonaponska industrija, tehnološka ruta koja izaziva veliku zabrinutost, smatra se sljedećih 3-5 godina baterija od kristalnog silicija, novih mainstream proizvoda. U posljednje vrijeme niz vrućih rasprava i rasprava na tržištu, koncept BC baterija nastavlja se zahuktavati.

Vrijedno je napomenuti da su unatoč značajnim prednostima tehnologije BC baterija, tehničke poteškoće i troškovi opreme još uvijek naši trenutni izazovi. BC baterije zahtijevaju 2-3 laserskih procesa po GW proizvodnoj liniji, a ukupna vrijednost opreme je 60-70 milijuna RMB. U tom kontekstu posebno je istaknuta važnost temeljnog procesa BC baterije - laserske grafičke obrade. Zahvaljujući svojim izvrsnim performansama, laserska tehnologija bit će uključena u različite tehnologije realizacije strukture BC baterije. Integracija femtosekundnog/pikosekundnog lasera i tehnologije BC ćelija postat će nova runda mogućnosti razvoja laserske opreme za fotonaponske ćelije.
Koje su prednosti BC ćelija na vrhu piramide?
BC tehnologija već 1975. godine, znanstvenici su iznijeli ovaj koncept, au 48 godina, razvoj je bio relativno spor, uglavnom zbog strukture solarnih ćelija procesa fotolitografije koji se koristi u trošku koji je vrlo visok, što je rezultiralo popularizacijom aplikacije je ograničen. Takozvana BC baterija, odnosno Back Contact (leđni kontakt) baterija, trenutni je opći naziv za sve vrste struktura stražnjeg kontakta solarnih ćelija od kristalnog silicija. Uglavnom uključuje IBC, HBC, TBC, ABC, HPBC i tako dalje.
slika.png
Izvor: pixabay
Načelo BC ćelije je da nema mrežne linije na njezinoj površini, a pozitivne i negativne elektrode su pripremljene na stražnjoj strani ćelije na križni raspored, čime se smanjuje gubitak sjenčanja uzrokovan mrežnom linijom elektrode i maksimizira korištenje sunčeve svjetlosti.
Tri prednosti strukture BC baterije
01 Visoka učinkovitost, veliki prostor za poboljšanje
PN spoj i rešetke elektroda na prednjoj strani ćelije prenose se na stražnju stranu ćelije, što smanjuje 3-5% blokade upadne svjetlosti rešetkama elektroda, a materijal prednje strane može bolje izvesti performanse apsorpcije svjetla i pasivizacije za poboljšanje ukupne učinkovitosti fotoelektrične pretvorbe;
02 Čisti izgled, poboljšava estetiku
Nema mrežnih linija na prednjoj strani baterije, čist izgled, poboljšava estetiku, diferencijaciju proizvoda, primjenjivo na distribuirane PV scenarije; dodatno poboljšati strukturu stražnje strane kako bi se povećala bifacijalna stopa također se primjenjuje na glavne elektrane velikih razmjera, tržište je široko.
03 Dobra svestranost, poboljšana učinkovitost i smanjenje troškova
BC tehnološka platforma ima dobru svestranost i može se kombinirati s različitim materijalnim sustavima (PERC, TOPCON, HJT, naslagane ćelije, itd.) za kontinuirano poboljšanje učinkovitosti i smanjenje troškova.
S ove tri prednosti, BC komponente nedavno su zauzele glavnu industrijsku platformu za usporedbu učinkovitosti komponenti - Taiyang News na vrhu ljestvice, s maksimalnom učinkovitošću od 24%; domaća masovna proizvodnja BC baterijskog modula od 2022., postoji 40GW + proizvodni kapacitet, uskoro će ući u razdoblje brzog rasta. S vodećim proizvođačima za promicanje masovne proizvodnje, zrelost industrijskog lanca uzvodno i nizvodno raste, sve je više proizvođača snage TOPCON i HJT koji će biti uključeni u R & D i pilot program BC tehnologije, smjer vjetra industrije je jasan.
Iako BC baterije zauzimaju vrh tehnološke piramide, ali njihova stražnja velika složena visokoprecizna grafika kao jezgra praga procesa i visoka cijena u određenoj mjeri ograničavaju popularnost ove tehnologije. Proces laserske grafičke obrade je danas najekonomičniji način obrade, što također znači da će tehnologija laserske obrade postati najveći profiter na putu realizacije procesa masovne proizvodnje BC baterija.
Zahtjevi i izazovi laserske tehnologije za BC baterije
Glavni razlog zašto proces BC baterije nije populariziran je taj što je proces složeniji, ključ leži u lokalnom dopiranju i metalnim elektrodama na poleđini baterije. S brzim razvojem laserske tehnologije ljudi također mogu vidjeti njezin potencijal u industrijskoj preradi. S prednostima preciznosti, brzine, nultog kontakta i dobrog učinka toplinske kontrole, laser je postao glavno procesno sredstvo BC baterijskog procesa.
Trenutačno, mainstream TOPCON poli-Si ＼ HJT a-Si materijalni sustav zahtijeva višestruke tretmane grafičkim jetkanjem stražnjeg višeslojnog sloja nm filma u izradi strukture BC ćelije, i stoga zahtijeva proces obrade s točnošću jetkanja na razini nm i kontrola toplinske difuzije, točnost grafičke kontrole na razini um i vrijeme obrade jednog čipa druge razine (vrijeme obrade je uglavnom obrnuto proporcionalno veličini točke, frekvenciji lasera).
BC baterija je temelj pet glavnih zahtjeva opreme za lasersku obradu
01 Velika točka
Velika točka zahtijeva snažnu energiju laserskog pulsa;
02 Velika brzina skeniranja
Velika brzina skeniranja, potreba za korištenjem visoke frekvencije pulsa, ukupna snaga lasera;
03 Dobra ujednačenost mjesta
Dobra ujednačenost točke, potrebno je poboljšati kvalitetu laserskog svjetla i osigurati da je sustav optičkog puta vrlo točan;
04 Mali toplinski utjecaj i oštećenja
Visoka preciznost, mala oštećenja i mali toplinski udar zahtijevaju ultra-kratke laserske impulse i ultra-visoku vršnu snagu;
05 Cijena i nadogradnja
Niska cijena i brzina ponavljanja nadogradnje, zahtijevaju visoku stopu lokalizacije lasera.
Točke 1 i 2 gore ukazuju na veliku snagu i visoku produktivnost, točke 3 i 4 ukazuju na visoku preciznost i visoke performanse, a točka 5 osigurava razvoj i radnu učinkovitost cijele tehnologije. Od prvog principa, jezgra laserske procesne opreme je laser, samo neovisno istraživanje i razvoj, tehnologija i kontrolirani troškovi lasera velike snage mogu se susresti.
Ultrabrzi laser u BC bateriji učinkovito jetkanje otvorenog filma
Ultrabrzi laser odnosi se na vrstu lasera čija je izlazna širina impulsa manja od 10-12s, uključujući pikosekunde, femtosekunde i atosekunde. Rano fotonaponsko osoblje pokušalo je upotrijebiti nanosekundnu (10-9s) lasersku obradu, korištenje laserske energije nakupljanja topline za taljenje materijala, trajanje impulsa je dugo, ali zbog stvaranja toplinske kondukcije u materijalu, rub obrađenog materijala ima veliki toplinski utjecaj i sklon je ostacima, krhotinama, mikropukotinama i drugim oštećenjima, što ne može zadovoljiti potrebe procesa masovne proizvodnje BC baterije. Stoga ovaj proces nije masovno promoviran. Međutim, prema istraživanjima autora, postoje tvrtke koje su predložile nova rješenja i postigle određene rezultate, te se vjeruje da bi se u skoroj budućnosti ovi programi mogli univerzalno primjenjivati.