Wprowadzenie produktu

Przeprowadziłeś porównanie na linii. Dwie grupy ogniw TOPCon, różne receptury przedniej warstwy.

• Grupa z warstwą gradientową: stos gradientowy SiNx/SiOxNy/SiOx (z warstwami SiOx/SiOxNy o niskim współczynniku załamania)

• Grupa z czystym SiNx: czysty wielowarstwowy SiNx

Wynik okazał się odwrotny.

• Cell level: grupa gradientowa miała o 0,05%-0,1% wyższą wydajność niż grupa z czystym SiNx. Na ogniwie warstwa gradientowa wyraźnie wyglądała lepiej.

• Poziom modułu: po laminacji w moduły 66-ogniwowe 210×210, grupa z czystym SiNx była faktycznie o 3-4 W wyższa w mocy (zmierzonej na linii).

"Grupa z niższą wydajnością ogniw miała wyższą moc modułu." Dział jakości ciągle pytał dlaczego, a nie można po prostu odpowiedzieć "zysk z pakowania".

Ten artykuł wykorzystuje jedną solidną pracę, aby wyjaśnić tę kontrowersyjną optyczną matematykę.

Parametry Techniczne

Wydajność ogniwa ≠ moc modułu. Pomiędzy nimi jest laminacja.

Zapamiętaj jedno: wydajność ogniwa i moc modułu to nie proste mnożenie.

Używając modułu TOPCon 66-ogniwowego 210×210 z ogniwami klasy 25,7% jako punktu odniesienia, dane z linii pokazują, że różnica wydajności ogniwa o 0,1% przekłada się na około 2,8 W mocy modułu. Według tego współczynnika:

Kierunek całkowicie się odwrócił. Przewaga na poziomie ogniwa została utracona podczas laminacji.

Moc modułu nie jest bezpośrednim mnożeniem sprawności ogniwa. Szkło, kapsułka i backsheet wprowadzają wzmocnienie sprzężenia optycznego (dodatnie), ale także niedopasowanie prądu i straty dystrybucji (ujemne). Wynik netto to zmierzona moc. Różne receptury antyrefleksyjne dają bardzo różne wyniki netto po laminacji, co jest źródłem zjawiska "przegrywa na ogniwie, wygrywa na module."

Mechanizm ten został już opisany przez Zhang i in. 2019 (Energies, DOI:10.3390/en12061168) na platformie PERC, poparte symulacją SunSolve i pomiarami modułów.

Zalety techniczne

Jedna praca o PERC wyjaśnia odwrócenie

Zhang 2019 badał trójwarstwową powłokę antyrefleksyjną na przedniej stronie mono PERC. Pierwsze dwie warstwy pozostały stałe SiNx (20nm/45nm). Zmieniano tylko trzecią warstwę.

• Plan A: trzecia warstwa 15nm SiNx (współczynnik załamania 1,99)

• Plan B3: trzecia warstwa 30nm SiOx (współczynnik załamania 1,46)

Korzystając z symulacji optycznej SunSolve (z teksturą piramidową), obliczyli ważoną średnią odbiciowość WAR (300-1100nm):

Na poziomie ogniwa B3 odbija mniej niż A, zmierzony Isc wyższy o 62mA, sprawność 21,50% vs 21,35% (+0,15% abs). Warstwa z niskim współczynnikiem załamania SiOx wygrywa na ogniwie.

Ale na poziomie modułu sytuacja się odwraca. Sekcja 3.3 mówi to wprost:

"Ponieważ kapsułka EVA pochłania światło krótkofalowe, przewaga odpowiedzi spektralnej ogniwa z 30nm SiOx jest częściowo maskowana... wzrost mocy modułu wynosi tylko 0,9W... umieszczenie SiOx w module zmniejszyło zysk wydajności na poziomie ogniwa o 57%."

Szczegóły:

• Współczynnik CTM: 30nm SiOx 96.1% vs 15nm SiNx 96,5%. Ten z SiOx jest niższy.

• Przewaga +0,15% na poziomie ogniwa straciła 57% swojego zysku po laminacji.

• Wzrost mocy modułu tylko 0,9W.

To jest wyjaśnienie na poziomie artykułu dla twojego przypadku. Grupa gradientowa (z warstwami SiOx/SiOxNy o niskim współczynniku załamania, jak B3 Zhanga) zyskuje 0,05-0,1% na poziomie ogniwa dzięki antyrefleksji krótkofalowej. Ale po laminacji EVA pochłania światło krótkofalowe <380nm, krawędź krótkofalowa grupy gradientowej jest tłumiona, CTM spada, a przy tej samej klasie wydajności czysta grupa SiNx ją wyprzedza.

Zastosowanie produktu

Gdzie jest luka i jak duża

① Poziom ogniwa: grupa gradientowa wygrywa 0,05%-0,1%, około 1,4-2,8W

Dla linii bazowej 66-ogniwowego 210 TOPCon (0,1% sprawności ogniwa ≈ 2,8W mocy modułu), grupa gradientowa ma 0,05%-0,1% wyższą wydajność na poziomie ogniwa, co powinno oznaczać 1,4-2,8W więcej na module.

② Poziom modułu: czysty SiNx jest wyższy o 3-4W (pomiar liniowy)

Zmierzono, że moc modułu czystej grupy SiNx jest 3-4W wyższa niż grupy gradientowej. Dodając z powrotem małą stratę na poziomie ogniwa, oznacza to, że czysta grupa SiNx wnosi 4,4-6,8W więcej tylko na etapie pakowania. W porównaniu do linii bazowej 720W, to różnica 0,61%-0,94% w zysku z pakowania.

③ Potwierdzenie literaturowe: Zhang 2019 "57% cięcia" (platforma PERC)

Wyniki Zhanga dla PERC są bardzo zbliżone: folia z trzecią warstwą SiOx zyskuje +0,15% na poziomie ogniwa, ale po laminacji zysk jest cięty o 57%, a współczynnik CTM spada o 0,4 punktu.

Przeliczając na 66-ogniwowy 210 TOPCon, przewaga 0,1% na poziomie ogniwa pozostawia tylko około 0,04% po laminacji, a moduł może się absolutnie odwrócić. To samo źródło, ta sama przyczyna co twój wynik liniowy "czysty SiNx wyższy o 3-4W".

④ Dlaczego grupa gradientowa traci na poziomie modułu?

Folia gradientowa z SiOx/SiOxNy ma swoją główną zaletę w zakresie antyrefleksji krótkofalowej 300-500 nm. Ale to właśnie to pasmo jest najsilniej absorbowane przez szkło i EVA w module. Krawędź krótkofalowa folii gradientowej jest bezpośrednio pochłaniana przez materiały pakujące. Tymczasem czysta wielowarstwowa SiNx skutecznie antyrefleksyjnie działa w głównym paśmie widzialnym i bliskiej podczerwieni >400 nm (nadal skuteczna po laminacji, gdzie odpowiedź kwantowa krzemu jest wyższa), więc przynosi większe korzyści na poziomie modułu.

Wdrożenie na linię: nie oceniaj tylko po sprawności ogniwa

① Czy można to teraz uruchomić na linii?

Oba można. Czysta wielowarstwowa SiNx to dojrzała ścieżka. Folia gradientowa (SiNx/SiOxNy/SiOx) również może być wykonana w PECVD rurowym, wymaga tylko jednej dodatkowej warstwy powłoki oraz jednego dodatkowego etapu kontroli stosunku N/O i dopasowania grubości trzech warstw.

Ostatnio w branży TOPCon ponownie promuje się podejście „wielowarstwowej SiNx jako folii przedniej” w celu zastąpienia procesu „wielowarstwowej folii przedniej z tlenku azotu”. Dane, które widziałeś, są dowodem na poziomie linii tego trendu. Nie chodzi o to, że folia gradientowa jest zła, ale o to, że oblała egzamin laminacyjny.

② Czy to się opłaca?

Zależy jak liczysz. Patrząc tylko na sprawność ogniwa, folia gradientowa jest ładniejsza o 0,05-0,1%. Ale na poziomie modułu czysta wielowarstwowa SiNx wyprzedza o 3-4W, a przy obecnych cenach modułów TOPCon za wat, to realna premia.

Wybór folii przedniej musi uwzględniać dwa wskaźniki: sprawność ogniwa plus zysk z pakowania. Nie wpatruj się w tę jedną liczbę na poziomie ogniwa, bo skończysz jak grupa gradientowa – wygrywając na poziomie ogniwa, a tracąc na poziomie modułu.

③ Czy to stabilne?

To wymaga osobnego sprawdzenia. Obie są foliami wielowarstwowymi, a długoterminowa niezawodność (stabilność folii w wilgotnym cieple, kompatybilność z różnymi kapsułkami) musi być zmierzona. Wcześniejsze prace zespołu Hoex z UNSW już wykazały, że TOPCon jest niezwykle wrażliwy na formuły kapsułkowania. Folia antyrefleksyjna i kapsułka są sprzężone. Zmiana powłoki może wymagać zmiany wyboru kapsułki.

Wskazówka dla pracowników linii: porównując dwa procesy folii przedniej, nie porównuj tylko sprawności ogniwa. Różnica 0,05-0,1% na poziomie ogniwa wydaje się mała, ale moduł może odwrócić się o kilka watów. Mierz zarówno sprawność ogniwa, jak i moc modułu, szczególnie w przypadku modułów z wyższej półki, które gonią za premią za klasę mocy.

Ograniczenia: czego artykuł nie mówi

• Zhang 2019 to dowód na platformie PERC, a nie TOPCon. Ale przednie optyki antyrefleksyjne mają to samo źródło: EVA pochłania krótkie fale, warstwy SiOx tracą swoją krawędź krótkofalową, CTM spada. To ogólna zasada optyki pakowania, a przednia folia TOPCon jej podlega. Ten przypadek linii to TOPCon, zgodny kierunkowo z artykułem. Zalecamy ponowne uruchomienie na własnej linii z odpowiedzią spektralną EQE oraz podziałem odbicia przed/po laminacji.

• Mechanizm jest wnioskiem tego artykułu, a nie wyrokiem. Fizyczne wyjaśnienie, dlaczego "czysty wielowarstwowy SiNx ma wyższy zysk z pakowania" (skuteczne widmo przycięte + niska absorpcja pasożytnicza) wymaga danych z odpowiedzi spektralnej EQE oraz podziału odbicia/absorpcji przed/po laminacji, aby to potwierdzić. Ten fragment podaje ramy fizyczne i kierunek. Które pasmo dominuje i skąd pochodzi absorpcja pasożytnicza, czeka na dane spektralne z linii.

• Luka w zysku z pakowania 0,61%-0,94% jest oszacowaniem rzędu wielkości obliczonym wstecz z 3-4W i 0,05-0,1%. Różne kapsułki (EVA/POE/EPE) i różne szkło (powlekane/niepowlekane) zmienią tę liczbę.

• Moduły bifacjalne i kapsułki UV-cut dodatkowo zmieniają wykorzystanie krótkich fal. Luka między dwiema grupami może ulec redystrybucji w scenariuszu dual-glass + UV-pass.

Podsumowanie

Te same ogniwa TOPCon, grupa gradientowa wygrywa 0,1% na poziomie ogniwa, a po pakowaniu traci 4W. Różnica to nie tylko wydajność, ale to, że egzamin, któremu podlega warstwa antyrefleksyjna, zmienia się na etapie modułu.

Test ogniwa bada pełne widmo krótkofalowe, a grupa gradientowa odpowiada dobrze. Test modułu bada efektywne widmo po pakowaniu, a grupa czystego SiNx odwraca sytuację.

Ten artykuł PERC z 2019 roku już to mówił: włóż SiOx do modułu, a zysk na poziomie ogniwa zostanie obcięty o 57%. Odwrócenie 3-4W zmierzone na linii jest zgodne kierunkowo z wnioskami artykułu.

Przy wyborze przedniej folii nie pozwól, aby pojedyncza liczba wydajności ogniwa nadawała tempo. Uwzględnij zysk z pakowania w sumie.

Opinia Ooitech

Luka między ogniwem a modułem jest dokładnie pułapką, na którą uważamy, gdy przekazujemy linię modułów. Powłoka, która błyszczy na ogniwie, może cicho tracić waty, gdy na wierzch nakładane jest szkło i EVA, dlatego zawsze mówimy klientom, aby ustalili wybór antyrefleksyjny na podstawie rzeczywistych danych CTM, a nie wydajności laboratoryjnej. Ponieważ Ooitech buduje tylko linie produkcyjne modułów, to sprzężenie ogniwo-moduł jest obszarem, w którym nasza praca nad laminacją i szkoleniem procesowym faktycznie przynosi korzyści. Jeśli chcesz zobaczyć, jak te wybory sprawdzają się na działającej linii TOPCon, kanał Ooitech na YouTube (www.youtube.com/ooitech) ma mnóstwo materiałów z fabryk, które warto śledzić.