Всички клетки с обратен контакт (ABC) се очертаха като обещаваща технология в сектора на слънчевата енергия, предлагайки значителен потенциал за висока ефективност и естетичен вид. Като доставчик на All Back Contact Cells съм свидетел от първа ръка на интереса и ентусиазма около тази иновативна технология. Въпреки това, като всяка нововъзникваща технология, ABC клетките също са изправени пред определени проблеми с надеждността, които трябва да бъдат решени, за да се гарантира тяхната дългосрочна производителност и пазарна жизнеспособност.
Въведение във всички клетки за обратен контакт
Всички клетки с обратен контакт, както подсказва името, имат всички електрически контакти от задната страна на слънчевата клетка. Този дизайн елиминира предните странични метални контакти, които обикновено се срещат в традиционните слънчеви клетки. Липсата на предни и странични контакти намалява загубите от засенчване, позволявайки на повече слънчева светлина да достигне до полупроводниковия материал и по този начин повишава ефективността на клетката. Можете да научите повече за всички клетки за обратен контакт на нашия уебсайтВсички клетки за обратен контакт.
Има различни типове клетки с пълен обратен контакт, като слънчеви клетки с вътрешен обратен контакт (IBC). IBC клетките имат контакти тип p - и n на задната повърхност, което допълнително подобрява събирането на носители на заряд. За подробно разбиране на слънчевите клетки с обратен контакт между пръстите посететеСлънчеви клетки с вътрешен обратен контакт.
Проблеми с надеждността на всички клетки за обратен контакт
1. Производствена сложност и добив
Производственият процес на All Back Contact Cells е значително по-сложен от този на традиционните соларни клетки. Прецизното моделиране на контактите от задната страна изисква усъвършенствани техники за литография и отлагане. Всяко малко отклонение в производствения процес може да доведе до дефекти в клетката, като например късо съединение между p - и n - тип контакти или непълно образуване на контакт.
Тези производствени дефекти могат да намалят ефективността и надеждността на клетката с течение на времето. Например късо съединение може да причини локално увеличение на тока, водещо до прегряване и потенциална повреда на клетката. Ниският процент на добив, дължащ се на сложността на производството, също увеличава производствените разходи, което може да бъде пречка за широкото приемане на ABC клетки.
2. Попадане на влага и кислород
Контактите от задната страна на All Back Contact Cells са по-изложени в сравнение с контактите от предната страна на традиционните клетки. Това ги прави по-уязвими на влага и проникване на кислород. Влагата може да реагира с металните контакти, причинявайки корозия. Корозията може да увеличи контактното съпротивление, което от своя страна намалява ефективността на клетката. Кислородът може също така да окисли полупроводниковия материал и металните контакти, влошавайки работата на клетката.
За смекчаване на този проблем са необходими подходящи материали и техники за капсулиране. Въпреки това, разработването на ефективни решения за капсулиране на ABC клетки е предизвикателство поради сложната структура на задната страна. Ако капсулирането не е направено правилно, влагата и кислородът могат да проникнат в клетката с течение на времето, което води до дългосрочни проблеми с надеждността.
3. Термичен цикъл
Слънчевите клетки са изложени на широк диапазон от температури по време на тяхната работа. Термичният цикъл, който представлява повтарящо се нагряване и охлаждане на клетката, може да причини механичен стрес върху клетъчната структура. Във всички клетки с обратен контакт различните материали, използвани в контактите от задната страна и полупроводниковия слой, имат различни коефициенти на топлинно разширение. Тази разлика може да доведе до образуване на пукнатини и разслояване на интерфейсите между материалите.
Пукнатините могат да нарушат потока от носители на заряд, намалявайки ефективността на клетката. Разслояването може също да причини електрическа изолация на определени части от клетката, което води до значителен спад в производителността. Освен това термичният цикъл може да ускори процеса на корозия чрез увеличаване на скоростта на дифузия на влага и кислород в клетката.
4. Влошаване на електрическия контакт
Електрическите контакти във всички клетки с обратен контакт са от решаващо значение за ефективното събиране и прехвърляне на носители на заряд. С течение на времето електрическите контакти могат да се влошат поради различни фактори. Например, повтарящият се поток от ток може да причини електромиграция, която представлява движение на метални атоми под въздействието на електрическо поле. Електромиграцията може да доведе до образуване на кухини в металните контакти, увеличавайки контактното съпротивление.
В допълнение, химичните реакции между металните контакти и полупроводниковия материал също могат да променят свойствата на интерфейса. Това може да доведе до намаляване на височината на бариерата на Шотки или увеличаване на скоростта на рекомбинация в контактния интерфейс, като и двете са вредни за производителността на клетката.
5. UV разграждане
Слънчевите клетки са изложени на ултравиолетово (UV) лъчение от слънцето. UV радиацията може да причини фоторазграждане на полупроводниковия материал и капсулиращите материали във всички клетки с обратен контакт. В полупроводниковия материал UV радиацията може да създаде дефекти, като висящи връзки, които могат да действат като рекомбинационни центрове за носители на заряд. Това намалява ефективността на клетката.
За материалите за капсулиране UV радиацията може да причини пожълтяване, крехкост и намаляване на прозрачността. Пожълтяването може да намали количеството слънчева светлина, достигащо до клетката, докато крехкостта може да доведе до напукване и разслояване на капсулиращия слой. Тези проблеми могат да компрометират дългосрочната надеждност на ABC клетките.
Стратегии за подобряване на надеждността
1. Оптимизация на процеса
За справяне със сложността на производството и проблемите с добива е необходима непрекъсната оптимизация на процеса. Това включва подобряване на техниките за литография и отлагане, за да се осигури прецизно моделиране на контактите от задната страна. Усъвършенстваните инструменти за метрология могат да се използват за наблюдение на производствения процес в реално време, което позволява незабавна корекция на всякакви отклонения. Чрез подобряване на производствения процес, степента на добив може да бъде увеличена и броят на дефектните клетки може да бъде намален.
2. Разработване на капсулиране
Разработването на ефективни решения за капсулиране е от съществено значение за предотвратяване на навлизането на влага и кислород. Трябва да се разработят нови материали за капсулиране с високи бариерни свойства и добра адхезия към структурата от задната страна на ABC клетките. Освен това, процесът на капсулиране трябва да бъде оптимизиран, за да се осигури пълно покритие на задните и страничните контакти и да се сведе до минимум образуването на празнини.
3. Топлинно управление
За да се намали въздействието на топлинния цикъл, могат да се използват подходящи техники за управление на топлината. Това може да включва използването на радиатори или топлопроводими материали за по-ефективно разсейване на топлината. Проектирането на клетъчната структура за минимизиране на разликата в коефициентите на топлинно разширение между материалите също може да помогне за намаляване на механичното напрежение и предотвратяване на напукване и разслояване.
4. Контакт инженеринг
За да се предотврати влошаването на електрическия контакт, могат да се използват техники за контактно инженерство. Това включва избор на подходящи метални материали с висока устойчивост на електромиграция и корозия. Повърхностни обработки могат също да бъдат приложени към контактите, за да се подобрят техните интерфейсни свойства и да се намали скоростта на рекомбинация.
5. UV - устойчиви материали
Използването на UV - устойчиви материали за полупроводника и капсулирането може да смекчи ефектите от UV разграждането. Тези материали трябва да могат да издържат на дългосрочно излагане на ултравиолетово лъчение без значително разграждане. Продължават изследванията за разработване на нови материали с подобрена устойчивост на ултравиолетови лъчи за използване във всички клетки с обратен контакт.
Заключение
Всички клетки с обратен контакт имат голям потенциал на пазара на слънчева енергия поради тяхната висока ефективност и естетически предимства. Те обаче също така са изправени пред няколко проблема с надеждността, които трябва да бъдат решени. Като доставчик на всички клетки за обратен контакт, ние се ангажираме да проучваме и разработваме решения на тези проблеми. Чрез подобряване на производствения процес, разработване на по-добри материали за капсулиране, прилагане на ефективно термично управление, оптимизиране на електрическите контакти и използване на UV - устойчиви материали, ние можем да подобрим надеждността на ABC клетките.
Ако се интересувате да научите повече за нашите всички клетки за обратен контакт или обмисляте поръчка, ви каним да се свържете с нас за допълнително обсъждане. Ние сме готови да се включим в бизнес преговори и да ви предоставим висококачествени ABC клетки, които отговарят на вашите изисквания. Можете да намерите повече информация за всички слънчеви клетки с обратен контакт на нашия уебсайтВсички слънчеви клетки с обратен контакт.
Референции
- Green, MA, Emery, K., Hishikawa, Y., Warta, W., & Dunlop, ED (2014). Таблици за ефективност на слънчевите клетки (версия 42). Напредък във фотоволтаиците: изследвания и приложения, 22 (1), 1 - 9.
- Krc, J. & Aberle, AG (2012). Силициеви слънчеви клетки с вътрешен обратен контакт: преглед. Напредък във фотоволтаиците: изследвания и приложения, 20 (3), 239 - 251.
- Тан, HH и Джагадиш, C. (2012). Полупроводникови материали и устройства. Уайли.
