Femtosekundlaser med høy effekt øker effektivt BC-cellemønster med stort område for lavkost masseproduksjon

De siste årene har forskning og utvikling av batteriteknologi vært i fokus for utviklingen av solcelleindustrien, for å forfølge høyere batterikonverteringseffektivitet, anses BC batteriteknologi som den nåværende solcelleindustrien, teknologiveien for stor bekymring, å være de neste 3-5 årene med krystallinske silisiumbatterier, de nye mainstream-produktene. Nylig, en rekke hete diskusjoner og debatter i markedet, fortsetter BC batterikonseptet å varme opp.

Det er verdt å merke seg at til tross for de betydelige fordelene med BC batteriteknologi, er dens tekniske vanskeligheter og utstyrskostnader fortsatt våre nåværende utfordringer. BC-batterier krever 2-3 laserprosesser per GW-produksjonslinje, og den totale verdien av utstyret er 60-70 millioner RMB. I denne sammenhengen er viktigheten av kjerneprosessen til BC-batteri - lasergrafikkbehandling spesielt fremtredende. I kraft av sin utmerkede ytelse, vil laserteknologi være involvert i ulike strukturrealiseringsteknologier for BC-batterier. Integreringen av femtosekund / pikosekund-laser og BC-celleteknologi vil bli en ny runde med utviklingsmuligheter for fotovoltaisk cellelaserutstyr.
Hva er fordelene med BC-celle på spissen av pyramiden?
BC-teknologi så tidlig som i 1975 har forskere fremmet dette konseptet, og i løpet av de 48 årene har utviklingen vært relativt langsom, hovedsakelig på grunn av solcellestrukturen til fotolitografiprosessen som brukes i kostnadene er svært høye, noe som resulterer i popularisering av søknaden er begrenset. Det såkalte BC-batteriet, det vil si Back Contact (back contact) batteri, er den gjeldende generelle betegnelsen for alle typer bakkontaktstruktur av krystallinske silisiumsolceller. Inkluderer hovedsakelig IBC, HBC, TBC, ABC, HPBC og så videre.
image.png
Kilde: pixabay
Prinsippet til BC-celle er at det ikke er noen rutenett på overflaten, og de positive og negative elektrodene er forberedt på baksiden av cellen på en kryss-arrangement måte, og reduserer dermed skyggetapet forårsaket av elektrodenettlinjen og maksimerer bruk av sollys.
Tre fordeler med BC-batteristruktur
01 Høy effektivitet, stort rom for forbedring
PN-overgangen og elektrodegitteret på forsiden av cellen overføres til baksiden av cellen, noe som reduserer 3-5 % av blokkeringen av innfallende lys av elektrodegitteret, og materialet på forsiden kan bedre utføre lysabsorpsjon og passiveringsytelse for å forbedre den totale fotoelektriske konverteringseffektiviteten;
02 Rent utseende, forsterk estetikken
Ingen rutenett på forsiden av batteriet, rent utseende, forbedrer estetikken, produktdifferensiering, gjeldende for distribuerte PV-scenarier; ytterligere forbedre strukturen på baksiden for å forbedre bifacial rate er også aktuelt for mainstream store kraftstasjoner, markedet er bredt.
03 God allsidighet, forbedre effektiviteten og redusere kostnadene
BC teknologiplattform har god allsidighet og kan kombineres med ulike materialsystemer (PERC, TOPCON, HJT, stablede celler, etc.) for å kontinuerlig forbedre effektiviteten og redusere kostnadene.
Med disse tre fordelene, okkuperte BC-komponenter nylig bransjens viktigste komponent effektivitet sammenligning plattform - Taiyang News rangeringer av toppen, med en maksimal effektivitet på 24%; innenlands BC batteri modul masseproduksjon fra 2022, det er 40GW + produksjonskapasitet, er i ferd med å gå inn i en periode med rask vekst. Med de ledende produsentene for å fremme masseproduksjon, er industrikjeden oppstrøms og nedstrøms modenhet økende, det er flere og flere TOPCON og HJT styrke produsenter vil bli inkludert i FoU og pilotprogram BC teknologi, industrien vindretningen er klar.
Selv om BC-batterier har okkupert spissen av teknologipyramiden, begrenser dens bakside store komplekse høypresisjonsgrafikk som kjernen i prosessterskelen og høye kostnader til en viss grad populariteten til denne teknologien. Lasergrafisk prosesseringsprosessen er den mest økonomiske prosesseringsmetoden i dag, noe som også betyr at laserbehandlingsteknologien vil bli den største fordelen på veien for å realisere masseproduksjonsprosessen av BC-batterier.
Krav og utfordringer til laserteknologi for BC-batterier
Hovedårsaken til at BC-batteriprosessen ikke har blitt populær er at prosessen er mer kompleks, nøkkelen ligger på baksiden av batteriets lokale doping- og metallelektroder. Med den raske utviklingen av laserteknologi la folk også se potensialet i industriell prosessering. Med fordelene med presisjon, hastighet, null-kontakt og god termisk kontrolleffekt, har laser blitt hovedprosessen for BC-batteriprosessen.
For tiden krever det vanlige TOPCON poly-Si ＼ HJT a-Si-materialsystemet flere grafiske etsebehandlinger av baksidens flerlags nm-filmlag ved fremstilling av BC-cellestrukturen, og krever derfor en prosesseringsprosess med nm-nivå etsningsnøyaktighet og termisk diffusjonskontroll, grafisk kontrollnøyaktighet på um-nivå og behandlingstid for enkeltbrikke på andre nivå (behandlingstiden er hovedsakelig omvendt proporsjonal med punktstørrelsen, laserfrekvensen).
BC batteri på kjernen av de fem hovedkravene til laserbehandlingsutstyr
01 Stor spotstørrelse
Stor punktstørrelse krever kraftig laserpulsenergi;
02 Rask skannehastighet
Rask skannehastighet, behovet for å bruke en høy pulsfrekvens, laserens totale kraft;
03 God punktuniformitet
God punktuniformitet, behov for å forbedre kvaliteten på laserlyset, og for å sikre at det optiske banesystemet er svært nøyaktig;
04 Lav termisk påvirkning og skade
Høy presisjon, lav skade og lav termisk påvirkning krever ultrakorte laserpulser og ultrahøy toppeffekt;
05 Kostnad og oppgradering
Lave kostnader og oppgradering av iterasjonshastighet, krever høy lokaliseringshastighet for lasere.
Punkt 1 og 2 ovenfor peker på høy effekt og høy produktivitet, punkt 3 og 4 peker på høy presisjon og høy ytelse, og punkt 5 sikrer utvikling og driftseffektivitet for hele teknologien. Fra det første prinsippet er kjernen i laserprosessutstyret laseren, bare uavhengig forskning og utvikling, teknologi og kostnadskontrollerbar høyeffektlaser kan møtes.
Ultrarask laser i BC-batterieffektiv etsende åpen film
Ultrarask laser refererer til typen laser hvis utgangspulsbredde er under 10-12s, inkludert pikosekund, femtosekund og attosekund. Tidlig fotovoltaisk personell prøvde å bruke nanosekunders (10-9s) laserbehandling, bruk av laserenergi-varmeoppbygging for å smelte materialet, pulsvarigheten er lang, men på grunn av generering av varmeledning i materialet, kanten av det behandlede materialet har en stor termisk innvirkning, og er utsatt for rester, rusk, mikrosprekker og andre skader, som ikke er i stand til å møte behovene til masseproduksjonsprosessen til BC-batteriet. Derfor har denne prosessen ikke blitt massivt promotert. Imidlertid, ifølge forfatterens forskning, er det selskaper som har foreslått nye løsninger og oppnådd visse resultater, og det antas at disse programmene i nær fremtid kan brukes universelt.