El làser femtosegon d'alta potència augmenta eficaçment el patró d'àrea gran de la cèl·lula BC per a una producció en massa de baix cost

En els darrers anys, la investigació i el desenvolupament de la tecnologia de la bateria ha estat el focus del desenvolupament de la indústria fotovoltaica, per tal d'aconseguir una major eficiència de conversió de la bateria, es considera que la tecnologia de la bateria de BC com a indústria fotovoltaica actual, la ruta tecnològica de gran preocupació, és els propers 3-5 anys de bateries de silici cristal·lí, els nous productes principals. Recentment, una sèrie de discussions i debats candents al mercat, el concepte de bateria BC continua escalfant-se.

Val la pena assenyalar que malgrat els importants avantatges de la tecnologia de bateries BC, les seves dificultats tècniques i els costos de l'equip segueixen sent els nostres reptes actuals. Les bateries BC requereixen 2-3 processos làser per línia de producció de GW i el valor total de l'equip és de 60-70 milions de RMB. En aquest context, la importància del procés bàsic del processament gràfic làser de la bateria BC és especialment destacada. En virtut del seu excel·lent rendiment, la tecnologia làser estarà implicada en diverses tecnologies de realització d'estructura de la bateria BC. La integració del làser femtosegon / picosegundo i la tecnologia de cèl·lules BC es convertirà en una nova ronda d'oportunitats de desenvolupament d'equips làser de cèl·lules fotovoltaiques.
Quins avantatges té la cèl·lula BC a la punta de la piràmide?
La tecnologia BC ja l'any 1975, els científics van avançar aquest concepte, i en els 48 anys, el desenvolupament ha estat relativament lent, principalment a causa de l'estructura de la cèl·lula solar del procés de fotolitografia utilitzat en el cost és molt alt, donant lloc a la popularització. de l'aplicació és limitada. L'anomenada bateria BC, és a dir, bateria de contacte posterior (contacte posterior), és el terme general actual per a tots els tipus d'estructura de contacte posterior de cèl·lules solars de silici cristal·lí. Principalment inclou IBC, HBC, TBC, ABC, HPBC, etc.
imatge.png
Font: pixabay
El principi de la cèl·lula BC és que no hi ha cap línia de quadrícula a la seva superfície, i els elèctrodes positius i negatius es preparen a la part posterior de la cèl·lula de manera transversal, reduint així la pèrdua d'ombrejat causada per la línia de quadrícula de l'elèctrode i maximitzant l'ús de la llum solar.
Tres avantatges de l'estructura de la bateria BC
01 Alta eficiència, gran marge de millora
La unió PN i les reixetes d'elèctrodes a la part frontal de la cèl·lula es transfereixen a la part posterior de la cèl·lula, la qual cosa redueix un 3-5% del bloqueig de llum incident per les reixes d'elèctrodes, i el material de la part frontal pot realitzar millor el rendiment d'absorció de llum i passivació per millorar l'eficiència general de conversió fotoelèctrica;
02 Aspecte pur, millora l'estètica
Sense línies de quadrícula a la part frontal de la bateria, aspecte pur, millora l'estètica, diferenciació del producte, aplicable a escenaris fotovoltaics distribuïts; millorar encara més l'estructura de la part posterior per millorar la taxa bifacial també és aplicable a les centrals elèctriques a gran escala, el mercat és ampli.
03 Bona versatilitat, millora l'eficiència i redueix costos
La plataforma tecnològica BC té una bona versatilitat i es pot combinar amb diversos sistemes de materials (PERC, TOPCON, HJT, cèl·lules apilades, etc.) per millorar contínuament l'eficiència i reduir costos.
Amb aquests tres avantatges, els components de BC van ocupar recentment la plataforma de comparació d'eficiència dels components principals de la indústria: el rànquing de Taiyang News de la part superior, amb una eficiència màxima del 24%; La producció en massa del mòdul de bateria BC domèstic a partir del 2022, hi ha 40 GW + capacitat de producció, està a punt d'entrar en un període de creixement ràpid. Amb els principals fabricants per promoure la producció en massa, la maduresa de la cadena de la indústria aigües amunt i aigües avall està augmentant, cada cop hi ha més fabricants de força TOPCON i HJT s'inclouran a la R + D i el programa pilot de tecnologia BC, la direcció del vent de la indústria és clara.
Tot i que les bateries BC han estat ocupant la punta de la piràmide tecnològica, però la seva part posterior gran complexa gràfica d'alta precisió com a nucli del llindar del procés i l'alt cost fins a cert punt restringeix la popularitat d'aquesta tecnologia. El procés de processament gràfic làser és el mètode de processament més econòmic actualment, la qual cosa també significa que la tecnologia de processament làser es convertirà en el major beneficiat en el camí per realitzar el procés de producció massiva de bateries BC.
Requisits i reptes de la tecnologia làser per a bateries BC
La raó principal per la qual no s'ha popularitzat el procés de la bateria BC és que el procés és més complex, la clau es troba a la part posterior de la bateria local de dopatge i elèctrodes metàl·lics. Amb el ràpid desenvolupament de la tecnologia làser també permet que la gent vegi el seu potencial en el processament industrial. Amb els avantatges de precisió, velocitat, contacte zero i bon efecte de control tèrmic, el làser s'ha convertit en el principal mitjà de procés del procés de la bateria BC.
Actualment, el sistema de material TOPCON poly-Si ＼ HJT a-Si requereix múltiples tractaments de gravat gràfic de la capa de pel·lícula nm multicapa posterior en la fabricació de l'estructura de cèl·lules BC i, per tant, requereix un procés de processament amb precisió de gravat a nivell nm i control de difusió tèrmica, precisió de control gràfic de nivell um i temps de processament de xip únic de segon nivell (el temps de processament és principalment inversament proporcional a la mida del punt, la freqüència del làser).
Bateria BC al nucli dels cinc requisits principals dels equips de processament làser
01 Talla gran
La mida gran del punt requereix una potent energia de pols làser;
02 Velocitat d'escaneig ràpida
Velocitat d'escaneig ràpida, la necessitat d'utilitzar una freqüència de pols alta, la potència total del làser;
03 Bona uniformitat del punt
Bona uniformitat del punt, cal millorar la qualitat de la llum làser i assegurar-se que el sistema de camí òptic és altament precís;
04 Baix impacte tèrmic i danys
L'alta precisió, el dany baix i el baix impacte tèrmic requereixen polsos làser ultra curts i potència màxima ultra alta;
05 Cost i actualització
Baix cost i velocitat d'iteració d'actualització, que requereix una alta taxa de localització de làsers.
Els punts 1 i 2 anteriors assenyalen una gran potència i una alta productivitat, els punts 3 i 4 apunten a una alta precisió i un alt rendiment, i el punt 5 garanteix el desenvolupament i l'eficiència operativa de tota la tecnologia. Des del primer principi, el nucli de l'equip de procés làser és el làser, només la investigació i desenvolupament independents, la tecnologia i el làser d'alta potència controlable amb costos.
Làser ultra ràpid a la pel·lícula oberta de gravat eficient de la bateria BC
El làser ultraràpid es refereix al tipus de làser l'amplada del pols de sortida del qual és inferior a 10-12 s, inclosos els picosegons, els femtosegons i els attosegons. El personal fotovoltaic primerenc va intentar utilitzar el processament làser de nanosegons (10-9s), l'ús de l'acumulació de calor d'energia làser per fondre el material, la durada del pols és llarga, però a causa de la generació de conducció d'acumulació de calor en el material, el La vora del material processat té un gran impacte tèrmic i és propensa a residus, restes, microesquerdes i altres danys, que no són capaços de satisfer les necessitats del procés de producció massiva de la bateria BC. Per tant, aquest procés no s'ha impulsat massivament. Tanmateix, segons la investigació de l'autor, hi ha empreses que han proposat noves solucions i han aconseguit determinats resultats, i es creu que en un futur proper aquests programes es podran aplicar de manera universal.