Ontwikkelingsrichting voor vervanging van fotovoltaïsche zilverpasta
Het vervangen van zilverpasta kan de belangrijkste richting voor kostenbesparing zijn. Omdat pasta een groot deel van de niet-siliciumkosten van batterijen voor zijn rekening neemt, is het verminderen van het verbruik per eenheid van zilverpasta altijd de belangrijkste kostenbesparingsrichting van de batterijverbinding geweest. In het verleden werd kostenreductie vooral op twee manieren bereikt:
(1) Het verkleinen van de breedte van het fijne rooster
(2) Uitbreiding van het aantal hoofdnetten. Wanneer het hoofdraster wordt vergroot, wordt de breedte dunner en wordt het zilververbruik verminderd.
In het zilversysteem is de vermindering van het pastagebruik beperkt, vooral omdat de efficiëntie van de huidige batterijcellen hoger is en de rol van de pasta het verzamelen van stroom is. Het is moeilijk om de relatieve aanbrenghoeveelheid aanzienlijk te blijven verminderen. Daarom kan het vervangen van zilver door een goedkoper metaal de belangrijkste richting voor kostenreductie zijn.
Aluminiumpasta is al eerder gebruikt, maar er zijn bepaalde uitdagingen bij grootschalige toepassing. Aluminium is een veelgebruikt metaal in de industrie en kan in grote hoeveelheden worden geleverd voor de productie van fotovoltaïsche energie. Het heeft lage kosten en kan de niet-siliciumkosten van fotovoltaïsche cellen aanzienlijk verlagen. Aluminiumpasta voor hoge temperaturen wordt in het PERC-tijdperk al vele jaren gebruikt. De soortelijke weerstand van aluminium is ongeveer 1,7-1,8 maal die van zilver. Hoewel het verlies aan lijnweerstand kan worden gecompenseerd door de lijnbreedte te vergroten, of door silicium aan de aluminiumpasta toe te voegen om de reactie tussen aluminiumpasta en polysilicium te remmen, waardoor de recombinatie van het grensvlak wordt verminderd en de openingsspanning van de batterij wordt verhoogd, is er nog steeds een zekere kloof met zilver in termen van weerstand.
Bovendien is aluminium moeilijk te vormen. Onder de strengere eisen van de aspectverhouding en weerstand van de rasterlijnen zijn er nog steeds bepaalde uitdagingen bij de daaropvolgende grootschalige toepassing van hoogefficiënte bifaciale cellen.
Koperpasta boekt vooruitgang. Het weerstandsverschil tussen koper en zilver is klein. De industrie heeft al eerder enige vooruitgang geboekt bij de toepassing van koperpasta.
In 2020 lanceerde FuturaSun de "ZEBRA" -serie van N-type IBC-modules voor de Europese fotovoltaïsche en industriële en commerciële markten voor huishoudens, waarbij gebruik werd gemaakt van koperpasta in de pasta. Koperelektroden hebben goede prestaties bij het lassen van elektrische eigenschappen en stabiliteit:
a) Wat het lassen betreft, wanneer de lastemperatuur wordt verhoogd tot 440 graden, bereikt de afpelkracht 0,76 N/mm, wat dicht bij het afpelkrachtniveau van traditionele zilverpasta-rails ligt;
b) In termen van stabiliteit van de elektrische prestaties blijven de elektrische prestaties van alle componenten vóór de TC600 stabiel, wat een goede thermomechanische stabiliteit laat zien.
Het onderzoek naar en de ontwikkeling van koperpasta is moeilijk en er wordt verwacht dat ook andere benaderingen de problemen bij de toepassing van koperpasta zullen oplossen. Bij de toepassing van koperpasta moet niet alleen rekening worden gehouden met de pastaverbinding, maar ook met de moeilijkheid van stroomafwaartse batterijfabrikanten om samenwerking tot stand te brengen. Voor de pastaverbinding zelf is de kern van de toepassing van koperpasta het oplossen van drie problemen:
1. De oxideerbaarheid van koper:Koper is actiever en oxideert gemakkelijker tijdens sinteren bij hoge temperaturen, en een anti-oxidatiebehandeling is bijzonder kritisch;
2. Verspreiding:Zilverpasta vormt na het sinteren een legering en koper verspreidt zich tijdens het sinterproces gemakkelijk op de batterijcel. Het is waarschijnlijker dat koperatomen de PN-overgang beïnvloeden;
3. Lasstabiliteit:ZEBRA-componenten hebben grote vooruitgang geboekt bij het lassen en de afpelkracht ligt dicht bij het afpelniveau van traditionele zilverpasta-rails, maar er is nog steeds een zekere kloof.
Bovendien kan koperpasta verschillende oplossingen hebben wat betreft de selectie van het grondstofkoperpoeder, nabewerking (zoals anti-oxidatie), formulering, additieven, specifieke sinterdetails, enz., en de industriële barrières zullen naar verwachting worden weggenomen. hoger.