Wstęp:
Na globalnym rynku fotowoltaicznym istotny udział zajmują krystaliczne ogniwa słoneczne z krzemu. Jednakże, w miarę dynamicznego rozwoju branży, redukcja kosztów oraz poprawa efektywności stały się głównymi wyzwaniami dla tych ogniw. Tradycyjne ogniwa słoneczne używają znacznej ilości pasty srebrnej do tworzenia pasków i palców, co nie tylko zwiększa koszty, ale również blokuje część światła słonecznego, ograniczając efektywność generacji energii. Aby rozwiązać te problemy, opracowano technologię o niskim oporze bez pasków (0BB). Ta technologia eliminuje paski, zmniejsza użycie pasty srebrnej oraz zwiększa powierzchnię odbierającą światło w ogniwach, co znacząco zwiększa efektywność generacji energii i ekonomiczną opłacalność modułów fotowoltaicznych.
Zawartość:
- Wstęp
- Powstanie technologii o niskim oporze bez pasków (0BB)
- Zalety technologii o niskim oporze bez pasków (0BB)
- Wady technologii o niskim oporze bez pasków (0BB)
- Połączenia ogniw słonecznych 0BB
- Perspektywy rynkowe dla technologii o niskim oporze bez pasków (0BB)
Powstanie technologii o niskim oporze bez pasków (0BB)
Kiedy światło słoneczne pada na ogniwie fotowoltaicznym, generuje ono energię elektryczną poprzez efekt fotowoltaiczny. Jednakże ta energia musi zostać zebrana i wydobyta za pomocą siatek przewodzących do użytku ludzkiego. Tradycyjne ogniwa fotowoltaiczne używają siatek przewodzących na bazie srebra, podzielonych na palce i paski. Palce są cieńsze, podczas gdy paski są grubsze. Energia jest zbierana przez palce, przekazywana do pasków, a następnie wyprowadzana za pomocą miedzianych taśm.
Od czasu gdy w 1954 roku Bell Labs opracowały pierwsze praktyczne monokrystaliczne ogniwo słoneczne krzemu, liczba i szerokość siatek na ogniwach fotowoltaicznych ciągle ewoluowały. Od 2BB (dwóch pasków) przez MBB (wielopaskowe) do SMBB (super wielopaskowe), zwiększenie liczby pasków spowodowało, że każdy pasek stał się węższy, co oszczędzało pastę srebrną i redukowało koszty. Więcej pasków skraca również ścieżkę prądu w palcach, zmniejszając straty mocy i zwiększając wydajność energetyczną.
Pomimo powszechnego zastosowania technologii MBB i SMBB w przemyśle, niektórzy badacze zaproponowali nowatorskie podejście: usunięcie pasków i bezpośrednie połączenie palców z taśmami za pomocą punktów lutowniczych. Ten koncept stanowi istotę technologii 0 Busbar (0BB).
Technologia 0BB zwiększa obszar odbierający światło w ogniwach poprzez eliminację pasków, zmniejszenie użycia pasty srebrnej, obniżenie kosztów i poprawę efektywności generacji energii.
Zalety technologii o niskim oporze bez pasków (0BB)
1. Zwiększenie Mocy:
Usunięcie pasków redukuje zacienienie, co zwiększa wydajność energetyczną. Gęstsze rozmieszczenie punktów lutowniczych w technologii 0BB skraca ścieżkę prądową w palcach, zmniejszając straty mocy i poprawiając generację energii. Dodatkowo, większa powierzchnia na komórkach fotowoltaicznych, zachowująca popularny standard montażu do rozmiaru 210 mm, zwiększa moc wyjściową jednego panelu PV.
2. Redukcja Kosztów:
Tradycyjne linie siatkowe wykonane są z pasty srebrnej, która stanowi około 35% kosztów niemonośnikowych komórek fotowoltaicznych. Wzrost cen srebra wywiera presję na produkcję komórek fotowoltaicznych. Technologia 0BB, eliminując główny pasek, zmniejsza zużycie pasty srebrnej, co obniża ogólny koszt komórek fotowoltaicznych.
Według danych z Instytutu Srebra, światowe zapotrzebowanie na srebro w fotowoltaice osiągnęło 6 017 ton w 2023 roku, co oznacza wzrost rok do roku o 64%. W 2024 roku przewiduje się, że światowe zapotrzebowanie na srebro w fotowoltaice wzrośnie o 20% do 7 217 ton. Jednakże wysokie ceny srebra stanowią znaczące wyzwanie dla przemysłu produkcji komórek fotowoltaicznych. Krajowe ceny srebra wzrosły o ponad 30% od października ubiegłego roku.
Technologia 0BB, eliminując główny pasek, może obniżyć koszty niemonośnikowe, tym samym zmniejszając ogólny koszt komórek fotowoltaicznych. Wśród obecnych trzech technologicznych dróg, technologia HJT (Heterojunction) ma najwyższe koszty pasty srebrnej i najpilniejszą potrzebę redukcji kosztów. Obecnie koszt pasty srebrnej w masowej produkcji PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) wynosi 0,06 juana za wat, TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) 0,07 juana za wat, podczas gdy koszt pasty srebrnej w HJT z 210 paskami wynosi aż 0,15 juana za wat. W przyszłości, dzięki masowej produkcji 20BB, koszt pasty srebrnej w HJT ma spaść do 0,12 juana za wat.
Po przyjęciu technologii 0BB koszt pasty srebrnej dla PERC może spaść do 0,03 juana za wat, dla TOPCon do 0,01 juana za wat, a dla HJT do 0,04-0,06 juana za wat. Dodatkowo, jeśli technologia 0BB zostanie połączona z pastą miedzianą pokrytą srebrem w 30%, ostateczny koszt pasty srebrnej dla HJT ma spaść do 0,03-0,04 juana za wat.
3. Zwiększona Efektywność:
Technologia 0BB zmniejsza opór elektryczny wewnątrz ogniwa słonecznego, co prowadzi do bardziej efektywnego przemieszczania elektronów i zwiększenia efektywności przekształcania energii. Skutkuje to większym wyjściem energetycznym przy takiej samej ilości światła słonecznego, dzięki czemu ogniwa słoneczne 0BB są bardziej produktywne.
4. Poprawiona Tolerancja na Cienie:
Obecność wielu cienkich połączeń w komórkach 0BB tworzy kilka ścieżek dla prądu elektrycznego, zmniejszając ryzyko utraty mocy z powodu częściowego zacienienia. Jest to szczególnie korzystne w instalacjach, gdzie zacienienie spowodowane obiektami takimi jak drzewa czy budynki może wpływać na wydajność.
5. Redukcja Punktów Gorących:
Technologia 0BB równomiernie rozprowadza prąd elektryczny po powierzchni komórki, minimalizując występowanie punktów gorących spowodowanych wysokim oporem. Pomaga to zapobiec spadkom efektywności i długoterminowej degradacji komórki.
6. Wyższa Jakość:
Dzięki mniejszej liczbie i bardziej licznych punktów lutowniczych, rozkład naprężeń w komórkach jest bardziej równomierny, co zmniejsza ryzyko ich uszkodzenia, pęknięć siatek i mikropęknięć, poprawiając wydajność produkcji. Dodatkowo, równomierne rozprowadzenie naprężeń umożliwia technologii 0BB używanie cieńszych płyt krzemowych, które według ekspertów mogą mieć grubość nawet 100 μm.
Dzięki wykorzystaniu tych zalet, technologia 0BB znacząco zwiększa wydajność, trwałość i efektywność modułów fotowoltaicznych, umacniając swoją pozycję jako kluczowy postęp w przemyśle energii słonecznej.
Wady technologii 0 Busbar (0BB)
Mimo znaczących zalet, technologia 0BB napotyka kilka wyzwań, w tym zapewnienie spójności spawania i efektywności testowania. Najpoważniejszym problemem jest niezawodność. Palce i punkty lutownicze stanowią kombinację srebra i szkła, co powoduje luźną i niestabilną strukturę. Ponieważ taśmy lutownicze są wykonane z miedzi, różnice w właściwościach srebra i miedzi utrudniają uzyskanie solidnego połączenia, co może prowadzić do ich odłączenia i wpływać na normalną pracę ogniw fotowoltaicznych.
Połączenia ogniw słonecznych 0 Busbar (0BB)
1. Pierwsza metoda: Technologia SmartWire Connection
Głównym składnikiem technologii SmartWire Connection jest kompozytowa folia z drutem miedzianym. Folia ta składa się z elektrycznie izolującej, optycznie przezroczystej warstwy, warstwy kleju na powierzchni folii oraz wielu równoległych drutów miedzianych (taśmy lutownicze), osadzonych w warstwie kleju. Te druty miedziane, połączone z folią za pomocą kleju, wystają z powłoką stopu o niskim punkcie topnienia.
W procesie laminowania kompozytowa folia z drutem miedzianym łączy ogniwa słoneczne szeregowo. Folia jest pokrywana folią zabezpieczającą, tylną powłoką lub szkłem, tworząc stabilne połączenie elektryczne między taśmami lutowniczymi a siatkami podczas procesu nagrzewania.
Kompozytowa folia z drutem miedzianym jest laminowana na powierzchniach sąsiednich ogniw słonecznych, aby utworzyć połączenie szeregowe. W przeciwieństwie do tradycyjnego pakowania ogniw słonecznych, ta metoda wykorzystuje nową maszynę do stringowania do umieszczenia kompozytowej folii z drutem miedzianym zarówno na przednich, jak i tylnych powierzchniach dwóch komórek, umożliwiając ich połączenie szeregowe. Po połączeniu ogniw są układane i składane. Przy określonych temperaturach i ciśnieniach laminowania druty miedziane i siatki ogniw słonecznych są dociskane do siebie, tworząc kontakt ohmowy.
2. Druga metoda: Rozprzestrzenianie
(1) Rozprzestrzenianie: Nakładanie kropli kleju na powierzchni każdego ogniwa słonecznego.
(2) Taśmowanie: Równomierne rozmieszczenie wielu taśm lutowniczych prostopadle do linii siatkowych na każdym ogniwie słonecznym.
(3) Utrwalanie: Użycie światła UV do utwardzenia kleju, łącząc każdą taśmę lutowniczą z odpowiadającym jej ogniwiem słonecznym, zapewniając bezpośredni kontakt z liniami siatkowymi.
(4) Laminowanie: Nagrzewanie i laminowanie zespołu ogniw słonecznych, aby utworzyć połączenia stopowe między taśmami lutowniczymi a liniami siatkowymi.
Ta metoda różni się od tradycyjnego stringowania głównie dwoma sposobami:
(1) Rozprzestrzenianie: Krople kleju łączą taśmy lutownicze z ogniwami słonecznymi, umożliwiając połączenie szeregowe i unieruchomienie taśm do późniejszej inkapsulacji modułu.
(2) Stopowanie przez laminowanie: Osiąganie kontaktu ohmicznego podczas procesu laminowania.
Zalety tej metody obejmują prosty sprzęt i wysoką stabilność. Jednakże wady to potencjalne cienie podczas testów EL pod taśmami lutowniczymi oraz niewystarczająca siła wiązania między taśmami a ogniwami słonecznymi.
3. Trzecia metoda: Rozpraszanie lutownicze
(1) Lutownictwo: Użycie podczerwieni do roztopienia powierzchni taśmy lutowniczej, tworząc wstępne połączenie z powierzchnią ogniw słonecznych i liniami siatkowymi.
(2) Rozprzestrzenianie: Nakładanie kropli kleju na określonych miejscach na zespole solarnym-solarnym. Liczba kropli kleju jest starannie kontrolowana, aby zrównoważyć złożoność procesu i wymagania dotyczące wytrzymałości wiązania. Zazwyczaj nakłada się 3-8 rzędów kropli kleju w oparciu o obszar zacienienia i potrzeby wydajności mechanicznej.
(3) Leczenie: Utwardzanie kropli kleju na przedniej stronie skręconego łańcucha solarnego. Przeniesienie ciągu komórek do następnej stacji, odwrócenie go w kontrolowanych warunkach temperatury i nakładanie oraz utwardzanie kropli kleju na odwrocie, tworząc ostateczny łańcuch komórkowy.
W porównaniu z łączeniem klejowym ta metoda obejmuje wstępny krok lutowania, a następnie aplikację kleju w celu wzmocnienia. Pierwsze połączenie między taśmą lutowniczą a liniami siatkowymi jest ustanawiane poprzez podgrzewanie podczerwieni. Następnie aplikowany jest klej i utwardzany, aby wzmocnić stabilność połączenia między taśmą lutowniczą a ogniwem słonecznym.
Zalety tej metody obejmują silne wiązanie między taśmą lutowniczą a ogniwem słonecznym, zmniejszając ryzyko odłączenia taśmy. Jednakże istnieje ryzyko złamania siatki podczas lutowania, a proces rozpraszania wymaga wysokiej precyzji, co czyni go trudnym i stosunkowo wolnym.
Przyjęcie technologii 0BB w ogniwach słonecznych HJT pozwala przemysłowi fotowoltaicznemu osiągnąć znaczne obniżenie kosztów i poprawę wydajności, napędzając przyszłość innowacji w energii słonecznej.
Perspektywy Rynku dla Technologii 0 Busbar (0BB)
Mimo wyzwań, opanowanie technologii 0BB może znacząco obniżyć koszty, zwiększyć efektywność i poprawić jakość ogniw fotowoltaicznych, dając firmom przewagę technologiczną. Entuzjazm wokół technologii 0BB jest wysoki wśród różnych firm.
JinkoSolar: JinkoSolar osiągnął najnowsze postępy w technologii 0BB, zakończył rozwój i testy pilotażowe, i rozpoczął jej stosowanie na linii produkcyjnej w małej skali. Firma oczekuje, że dzięki technologii 0BB zaoszczędzi około 10% pasty srebrnej. Obecnie zużycie pasty srebrnej wynosi ponad 90 mg, ale przewiduje się, że spadnie do 80 mg w przyszłości. Firma prognozuje, że do końca 2024 roku efektywność ogniw na standardowej linii produkcyjnej może osiągnąć ponad 26,5%, a najlepsze linie produkcyjne osiągną 26,6-26,7%.
Canadian Solar: Po ponad roku intensywnych badań, Canadian Solar porównał zalety i wady różnych rozwiązań technologii 0BB i wybrał najbardziej odpowiednie dla siebie. Firma wierzy, że wraz z dalszym rozwojem technologii fotowoltaicznej i zmianami w popycie na rynku, technologia 0BB prawdopodobnie stanie się standardem w przemyśle fotowoltaicznym.
Risen Energy: W 2023 roku Risen Energy wykorzystał swoją własną technologię ogniw 0BB, technologię ultra-cienkich wafli 210, użycie czystego srebra poniżej 7 mg/W oraz technologię beznapięciowego łączenia ogniw, aby ustanowić bezszwowy proces produkcji od wafli krzemowych heterozłączowych do ogniw i modułów. To osiągnięcie uczyniło firmę pierwszą w branży, która osiągnęła dużą skalę produkcji ogniw i modułów heterozłączowych.
Aiko Solar: Łącząc technologię 0BB z wysoką efektywnością konwersji ABC, Aiko Solar oczekuje, że zwiększy moc swoich produktów z serii ABC o 5W.
Zastosowanie i rozwój technologii 0BB na rynku postępuje szybko. Wiele firm inwestuje w badania i produkcję próbnych, a w nadchodzących latach spodziewana jest realizacja produkcji na dużą skalę. To znacząco obniży koszty modułów fotowoltaicznych, poprawi wydajność generacji energii i będzie dalej napędzać rozwój przemysłu fotowoltaicznego.
Od 2008 roku Maysun Solar jest zaangażowany w produkcję wysokiej jakości modułów fotowoltaicznych. Maysun Solar oferuje różnorodne pełnoczarne, czarne ramki, srebrne i szklane panele słoneczne, a także stacje zasilania balkonowego. Te panele słoneczne wyróżniają się doskonałą wydajnością i stylowym designem, idealnie integrując się z każdym budynkiem. Maysun Solar z powodzeniem założył biura i magazyny w wielu krajach europejskich i ma długoterminowe partnerstwa z doskonałymi instalatorami! Prosimy o kontakt w celu uzyskania najnowszych ofert modułów lub w sprawie wszelkich pytań dotyczących fotowoltaiki. Chętnie pomożemy!
Odniesienie：
0BB (Busbar-Free) Aids in the Cost Reduction Process of Photovoltaics_Technology_Equipment_Solutions. (b.d.). Copyright © 2017 Sohu.com Inc. Wszelkie prawa zastrzeżone. https://www.sohu.com/a/668618791_121123896
Czym jest 0BB, o którym mówią wszyscy w branży fotowoltaicznej _Technology_Cells_Number. (n.d.). Copyright © 2017 Sohu.com Inc. Wszelkie prawa zastrzeżone. https://www.sohu.com/a/778403289_157504
Firmy fotowoltaiczne konkurują o wdrożenie technologii 0BB: czy stała się ona najlepszym rozwiązaniem w zakresie redukcji kosztów i poprawy wydajności w branży? Eastmoney. (n.d.). https://finance.eastmoney.com/a/202405083070289684.html
Xiao Hu. (b.d.). Zhonglai 0BB - Technologia ogniw bez szyn zbiorczych. Oficjalna platforma kont Weixin. https://mp.weixin.qq.com/s/j_HRtUbtvzUE-akSn0wf4w
Możesz również polubić: