Въведение
В глобалния пазар на фотоволтаиците, кристалните силициеви слънчеви клетки заемат значителен дял. Въпреки това, с бързото развитие на индустрията, намаляването на разходите и подобряването на ефективността са станали основни предизвикателства за тези клетки. Традиционните слънчеви клетки използват значително количество сребърна паста за създаване на шини и пръсти, което не само увеличава разходите, но и блокира част от слънчевата светлина, ограничавайки ефективността на генериране на енергия. За да се решат тези проблеми, беше разработена технологията 0 шини (0BB). Тази технология премахва шините, намалява използването на сребърна паста и увеличава светлоприемната площ на клетките, значително подобрявайки ефективността на генериране на енергия и икономическата жизнеспособност на фотоволтаичните модули.
Съдържание:
- Въведение
- Раждането на технологията без шини (0BB)
- Предимства на технологията без шини (0BB)
- Недостатъци на технологията без шини (0BB)
- Свързване на слънчеви клетки без шини (0BB)
- Пазарни перспективи за технологията без шини (0BB)
Раждането на технологията без шини (0BB)
Когато слънчевата светлина попадне върху фотоволтаична клетка, тя генерира електричество чрез фотоволтаичния ефект. Обаче това електричество трябва да бъде събрано и изведено чрез решетъчни линии за човешка употреба. Традиционните фотоволтаични клетки използват решетъчни линии на основата на сребро, които се разделят на пръсти и шини. Пръстите са по-тънки, докато шините са по-дебели. Електричеството се събира от пръстите, прехвърля се към шините и след това се извежда чрез медни ленти.
Откакто първата практическа монокристална силициева слънчева клетка беше разработена от Bell Labs през 1954 г., броят и ширината на решетъчните линии върху фотоволтаичните клетки постоянно се развиват. От 2BB (две шини) до MBB (много шини) и SMBB (супер много шини), увеличаването на броя на шините прави всяка шина по-тясна, спестявайки сребърна паста и намалявайки разходите. Повече шини също така скъсяват пътя на тока в пръстите, намалявайки загубите на мощност и увеличавайки изходната мощност.
Въпреки широкото приложение на MBB и SMBB технологиите в индустрията, някои изследователи предложиха нов подход: премахване на шините и директно свързване на пръстите с лентите чрез запоени точки. Тази концепция е същността на технологията 0 шини (0BB).
Технологията 0BB подобрява светлоприемната площ на клетките чрез елиминиране на шините, намалява използването на сребърна паста, понижава разходите и подобрява ефективността на генериране на енергия.
Предимства на технологията без шини (0BB)
1. Увеличение на мощността:
Премахването на шините намалява засенчването, като по този начин увеличава изходната мощност. По-плътното разпределение на запоените точки в технологията 0BB скъсява пътя на тока в пръстите, намалявайки загубите на мощност и подобрявайки генерирането на енергия. Освен това, по-голямата повърхностна площ на фотоволтаичните клетки, като се запази популярният стандарт за монтаж с размер на клетките до 210 мм, води до по-висока изходна мощност от един PV панел.
2. Намаляване на разходите:
Традиционните решетъчни линии са направени от сребърна паста, която съставлява приблизително 35% от несилициевите разходи за фотоволтаични клетки. Нарастващата цена на среброто оказва натиск върху производството на фотоволтаични клетки. Чрез премахване на основната шина, технологията 0BB намалява разходите за сребърна паста, като по този начин понижава общите разходи за фотоволтаични клетки.
Според данни от Silver Institute, световното търсене на сребро за фотоволтаици достигна 6017 тона през 2023 г., което е увеличение с 64% спрямо предходната година. През 2024 г. се очаква световното търсене на сребро за фотоволтаици да се увеличи с 20% до 7217 тона. Въпреки това, постоянно високите цени на среброто създават значителни предизвикателства за производството на фотоволтаични клетки. Домашните цени на среброто са се увеличили с над 30% от октомври миналата година.
Технологията 0BB, чрез премахване на основната шина, може да намали несилициевите разходи, като по този начин понижи общите разходи за фотоволтаични клетки. Сред текущите три технологични маршрута, HJT (технология на хетеросъединение) има най-високите разходи за сребърна паста и най-голяма нужда от намаляване на разходите. Специално, текущите масово произведени PERC (пасивирани емитер и задна клетка) разходи за сребърна паста са 0.06 юана на ват, TOPCon (пасивиран контакт с тунелен оксид) разходи за сребърна паста са 0.07 юана на ват, докато разходите за HJT със сребърна паста с размер 210 и 15BB са толкова високи, колкото 0.15 юана на ват. В бъдеще, с масовото производство на 20BB, се очаква разходите за сребърна паста за HJT да намалеят до 0.12 юана на ват.
След прилагане на технологията 0BB, разходите за сребърна паста за PERC могат да бъдат намалени до 0.03 юана на ват, за TOPCon до 0.01 юана на ват, и за HJT до 0.04-0.06 юана на ват. Освен това, ако технологията 0BB се комбинира с 30% сребърно покрита медна паста, се очаква крайните разходи за сребърна паста за HJT да спаднат до 0.03-0.04 юана на ват.
3. Подобрена ефективност:
Технологията 0BB намалява електрическото съпротивление в слънчевата клетка, водейки до по-ефективно движение на електроните и увеличена ефективност на преобразуване на енергията. Това води до по-висок енергиен изход от същото количество слънчева светлина, правейки 0BB слънчевите клетки по-продуктивни.
4. Подобрена толерантност към засенчване:
Присъствието на множество тънки връзки в 0BB клетките създава множество пътища за електрическия ток, намалявайки риска от загуба на мощност поради частично засенчване. Това е особено предимство при инсталации, където засенчването от обекти като дървета или сгради може да повлияе на производителността.
5. Намалени горещи точки:
Технологията 0BB равномерно разпределя електрическия ток върху повърхността на клетката, минимизирайки възникването на горещи точки, причинени от високо съпротивление. Това помага за предотвратяване на спадове в ефективността и дългосрочна деградация на клетката.
6. По-високо качество:
С по-малки и по-многочислени запоени точки, разпределението на стреса в клетките е по-равномерно, намалявайки риска от счупване на клетките, счупване на решетъчните линии и микропукнатини, като по този начин се подобрява производственият добив. Освен това, равномерното разпределение на стреса позволява на технологията 0BB да използва по-тънки силициеви пластини, които могат да бъдат с дебелина до 100 μm според експертите.
Чрез инкорпориране на тези предимства, технологията 0BB значително подобрява производителността, издръжливостта и ефективността на фотоволтаичните модули, позиционирайки я като ключово постижение в слънчевата енергийна индустрия.
Недостатъци на технологията без шини (0BB)
Независимо от значителните си предимства, технологията 0BB все още се сблъсква с няколко предизвикателства, включително осигуряването на консистентност при заваряването и ефективност при тестовете. Най-належащият проблем е надеждността. Пръстите и запоените точки са комбинация от сребро и стъкло, което прави структурата лабава и нестабилна. Тъй като запоените ленти са от мед, различните свойства на среброто и медта затрудняват постигането на здрава заварка, което води до потенциално отделяне и засяга нормалната работа на фотоволтаичните клетки.
Свързване на слънчеви клетки без шини (0BB)
1.First Method: SmartWire Connection Technology
The core component of SmartWire Connection Technology is the copper wire composite film. This film is composed of an electrically insulating, optically transparent layer, an adhesive layer on the film's surface, and multiple parallel copper wires (tabbing ribbons) embedded within the adhesive layer. These copper wires, bonded to the film via the adhesive, protrude with a low-melting-point alloy coating.
During the lamination process, the copper wire composite film connects the solar cells in series. The film is overlaid with an encapsulation film, backsheet, or glass, creating a stable electrical connection between the tabbing ribbons and the grid during the heating process.
The copper wire composite film is laminated on the surfaces of adjacent solar cells to form a series connection. Unlike conventional solar cell packaging, this method uses a new stringer machine to place the copper wire composite film on both the front and back surfaces of two cells, enabling their series connection. Once interconnected, the cells are arranged and stacked. Under specific lamination temperatures and pressures, the copper wires and solar cell grids are pressed together to form an ohmic contact.
2.Second Method: Dispensation
(1)Dispensing: Apply adhesive droplets on the surface of each solar cell.
(2)Tabbing: Evenly space multiple tabbing ribbons perpendicular to the grid lines on each solar cell.
(3)Fixing: Use UV light to cure the adhesive, bonding each tabbing ribbon to its corresponding solar cell, ensuring direct contact with the surface grid lines.
(4)Lamination: Heat and laminate the solar cell assembly to form alloy connections between the tabbing ribbons and grid lines.
This method differs from traditional stringing in two main ways:
(1)Dispensing: Adhesive droplets bond the tabbing ribbons to the solar cells, allowing for series connection and immobilization of the ribbons for subsequent module encapsulation.
(2)Alloying through Lamination: Achieve ohmic contact during the lamination process.
Advantages of this method include simple equipment and high stability. However, potential shadows during EL testing under the tabbing ribbons and insufficient bonding strength between the ribbons and solar cells are disadvantages.
3.Third Method: Soldering Dispensation
(1)Soldering: Use infrared heating to melt the surface of the solder ribbon, creating a preliminary connection with the solar cell surface and grid lines.
(2)Dispensing: Apply adhesive droplets at specified locations on the soldered solar cell-ribbon assembly. The number of adhesive droplets is carefully controlled to balance process complexity and bonding strength requirements. Typically, 3-8 rows of adhesive droplets are applied based on shadowing area and mechanical performance needs.
(3)Curing: Solidify the adhesive droplets on the front side of the soldered cell string. Transfer the cell string to the next station, flip it under controlled temperature conditions, and apply and cure adhesive droplets on the backside, forming the final cell string.
Compared to adhesive bonding, this method involves a preliminary soldering step followed by adhesive application for reinforcement. The initial connection between the solder ribbon and the grid lines is established through infrared heating. Adhesive is then applied and cured to enhance the stability of the solder ribbon-cell connection.
Advantages of this method include strong bonding between the solder ribbon and the solar cell, reducing the risk of ribbon detachment. However, there is a risk of grid breakage during soldering, and the dispensing process requires high precision, making it challenging and relatively slow.
By implementing 0BB technology in HJT solar cells, the photovoltaic industry can achieve significant cost reductions and efficiency improvements, driving the future of solar energy innovation.
Пазарни перспективи за технологията без шини (0BB)
Въпреки значителните предизвикателства, овладяването на технологията 0BB може значително да намали разходите, да подобри ефективността и да подобри качеството на фотоволтаичните клетки, което дава на компаниите технологично предимство. Интересът към технологията 0BB сред различни компании е висок.
JinkoSolar: JinkoSolar е постигнала последния напредък в технологията 0BB, като завършила разработката и пилотното тестване и вече е започнала прилагането й на малка производствена линия. Компанията очаква да спести около 10% от сребърната паста, използвайки технологията 0BB. В момента потреблението на сребърна паста е над 90 милиграма, но се очаква да спадне до 80 милиграма в бъдеще. Прогнозата на компанията е, че до края на 2024 година ефективността на клетките от редовната производствена линия може да достигне над 26.5%, а най-добрите производствени линии да постигнат 26.6-26.7%.
Canadian Solar: След повече от година на посветени изследвания, Canadian Solar сравни предимствата и недостатъците на различните решения за технологията 0BB и идентифицира най-подходящия подход за тях. Компанията вярва, че с развитието на фотоволтаичната технология и променящото се търсене на пазара, технологията 0BB е вероятно да стане основен играч в индустрията на фотоволтаичните системи.
Risen Energy: През 2023 година Risen Energy използва своята собствена технология на 0BB клетки, технология на 210 ултратънки силициеви пластини, чисто сребро с потребление от по-малко от 7 милиграма на ват и технология за безнапрежената връзка на клетките, за да установи безпроблемен производствен процес от силициеви пластини с хетерожунктура до клетки и модули. Това постижение го прави първата компания в индустрията, която постига голямо мащабно производство на клетки и модули с хетерожунктура.
Aiko Solar: Съчетавайки технологията 0BB с висока ефективност на конверсията на ABC, Aiko Solar очаква да увеличи мощността на своите продукти от серията ABC с 5W.
Обобщено, приложението и развитието на технологията 0BB на пазара напредват бързо. Много компании инвестират в изследвания и опитно производство, а очаква се голямо мащабно производство да бъде реализирано в следващите години. Това значително ще намали разходите за фотоволтаичните модули, ще подобри ефективността на генериране на енергия и ще допринесе за допълнителното развитие на индустрията на фотоволтаичните системи.
Референтен номер：
0BB (Busbar-Free) Aids in the Cost Reduction Process of Photovoltaics_Technology_Equipment_Solutions. (n.d.). Copyright © 2017 Sohu.com Inc. Всички права запазени. https://www.sohu.com/a/668618791_121123896
Какво е 0BB, за което говорят всички във фотоволтаичната индустрия _Technology_Cells_Number. (n.d.). Copyright © 2017 Sohu.com Inc. Всички права запазени. https://www.sohu.com/a/778403289_157504
Фотоволтаичните компании се конкурират за внедряване на технологията 0BB: превърнала ли се е тя в най-доброто решение за намаляване на разходите и подобряване на ефективността в индустрията? _ Eastmoney. (n.d.). https://finance.eastmoney.com/a/202405083070289684.html
Сяо Ху (Xiao Hu). (n.d.). Zhonglai 0BB - технология за клетки без шини. Платформа за официални сметки на Weixin. https://mp.weixin.qq.com/s/j_HRtUbtvzUE-akSn0wf4w
Може също така да ви хареса: