All Back Contact (ABC) ćelije pojavile su se kao obećavajuća tehnologija u sektoru solarne energije, nudeći značajan potencijal za visoku učinkovitost i estetsku privlačnost. Kao dobavljač All Back Contact Cells, iz prve sam ruke svjedočio interesu i entuzijazmu oko ove inovativne tehnologije. Međutim, kao i svaka tehnologija u nastajanju, ABC ćelije također se suočavaju s određenim problemima pouzdanosti kojima se treba pozabaviti kako bi se osigurala njihova dugoročna izvedba i tržišna održivost.
Uvod u sve leđne kontaktne ćelije
Sve ćelije sa stražnjim kontaktom, kao što ime sugerira, imaju sve električne kontakte na stražnjoj strani solarne ćelije. Ovaj dizajn eliminira prednje bočne metalne kontakte koji se obično nalaze u tradicionalnim solarnim ćelijama. Odsutnost prednjih i bočnih kontakata smanjuje gubitke sjenčanja, dopuštajući da više sunčeve svjetlosti dopre do poluvodičkog materijala i time povećava učinkovitost ćelije. Možete saznati više o All Back Contact Cells na našoj web straniciSvi povratni kontakt mobitel.
Postoje različite vrste All Back Contact Cell, kao što su Interdigitated Back Contact (IBC) solarne ćelije. IBC ćelije imaju interdigitalne kontakte p - i n - tipa na stražnjoj površini, što dodatno poboljšava skupljanje nositelja naboja. Za detaljno razumijevanje solarnih ćelija s interdigitiranim stražnjim kontaktom, posjetiteInterdigitated stražnji kontakt solarne ćelije.
Problemi s pouzdanošću svih ćelija sa stražnjim kontaktom
1. Složenost proizvodnje i prinos
Proces proizvodnje All Back Contact Cells znatno je složeniji od procesa tradicionalnih solarnih ćelija. Precizno oblikovanje kontakta sa stražnje strane zahtijeva napredne tehnike litografije i taloženja. Svako malo odstupanje u procesu proizvodnje može dovesti do nedostataka u ćeliji, kao što su kratki spojevi između p - i n - kontakata tipa ili nepotpuno formiranje kontakta.
Ovi proizvodni nedostaci mogu s vremenom smanjiti učinkovitost i pouzdanost ćelije. Na primjer, kratki spoj može uzrokovati lokalno povećanje struje, što dovodi do pregrijavanja i mogućeg oštećenja ćelije. Niska stopa iskorištenja zbog složenosti proizvodnje također povećava trošak proizvodnje, što može biti prepreka širokom usvajanju ABC ćelija.
2. Ulaz vlage i kisika
Stražnji kontakti All Back Contact Cells izloženiji su u usporedbi s prednjim kontaktima tradicionalnih ćelija. To ih čini osjetljivijima na vlagu i prodor kisika. Vlaga može reagirati s metalnim kontaktima, uzrokujući koroziju. Korozija može povećati kontaktni otpor, što zauzvrat smanjuje učinkovitost ćelije. Kisik također može oksidirati poluvodički materijal i metalne kontakte, pogoršavajući performanse ćelije.
Kako bi se ublažio ovaj problem, potrebni su odgovarajući materijali i tehnike za kapsuliranje. Međutim, razvoj učinkovitih rješenja za kapsuliranje za ABC stanice je izazovan zbog složene strukture stražnje strane. Ako se inkapsulacija ne izvede ispravno, vlaga i kisik mogu prodrijeti u ćeliju tijekom vremena, što dovodi do dugoročnih problema s pouzdanošću.
3. Termalni ciklus
Solarne ćelije su tijekom rada izložene širokom rasponu temperatura. Toplinski ciklusi, koji su opetovano zagrijavanje i hlađenje ćelije, mogu izazvati mehanički stres na strukturu stanice. U svim ćelijama sa stražnjim kontaktom, različiti materijali korišteni u kontaktima sa stražnje strane i poluvodičkom sloju imaju različite koeficijente toplinske ekspanzije. Ova razlika može dovesti do stvaranja pukotina i raslojavanja na sučeljima između materijala.
Pukotine mogu poremetiti protok nositelja naboja, smanjujući učinkovitost ćelije. Delaminacija također može uzrokovati električnu izolaciju određenih dijelova ćelije, što dovodi do značajnog pada performansi. Štoviše, termalni ciklus može ubrzati proces korozije povećanjem brzine difuzije vlage i kisika u ćeliju.
4. Degradacija električnog kontakta
Električni kontakti u svim ćelijama sa stražnjim kontaktom ključni su za učinkovito prikupljanje i prijenos nositelja naboja. S vremenom se električni kontakti mogu pogoršati zbog raznih čimbenika. Na primjer, opetovano strujanje može izazvati elektromigraciju, što je kretanje metalnih atoma pod utjecajem električnog polja. Elektromigracija može dovesti do stvaranja šupljina u metalnim kontaktima, povećavajući kontaktni otpor.
Osim toga, kemijske reakcije između metalnih kontakata i poluvodičkog materijala također mogu promijeniti svojstva sučelja. To može rezultirati smanjenjem visine Schottkyjeve barijere ili povećanjem brzine rekombinacije na kontaktnom sučelju, a oboje je štetno za performanse stanice.
5. UV razgradnja
Solarne ćelije su izložene ultraljubičastom (UV) zračenju sunca. UV zračenje može uzrokovati fotodegradaciju poluvodičkog materijala i materijala za kapsuliranje u svim ćelijama sa stražnjim kontaktom. U poluvodičkom materijalu, UV zračenje može stvoriti nedostatke, kao što su viseće veze, koje mogu djelovati kao rekombinacijski centri za nositelje naboja. To smanjuje učinkovitost stanice.
Za materijale za kapsuliranje, UV zračenje može uzrokovati žutilo, krtost i smanjenje prozirnosti. Žutilo može smanjiti količinu sunčeve svjetlosti koja dopire do ćelije, dok krtost može dovesti do pucanja i raslojavanja inkapsulacijskog sloja. Ovi problemi mogu ugroziti dugoročnu pouzdanost ABC ćelija.
Strategije za poboljšanje pouzdanosti
1. Optimizacija procesa
Kako bi se riješili problemi složenosti proizvodnje i prinosa, potrebna je stalna optimizacija procesa. To uključuje poboljšanje litografije i tehnika taloženja kako bi se osiguralo precizno oblikovanje uzoraka na stražnjoj strani kontakta. Napredni mjeriteljski alati mogu se koristiti za praćenje procesa proizvodnje u stvarnom vremenu, omogućujući trenutnu korekciju bilo kakvih odstupanja. Poboljšanjem proizvodnog procesa može se povećati iskorištenje, a može se smanjiti broj neispravnih ćelija.
2. Razvoj enkapsulacije
Razvijanje učinkovitih rješenja za kapsuliranje ključno je za sprječavanje prodora vlage i kisika. Potrebno je razviti nove materijale za kapsuliranje s visokim svojstvima barijere i dobrim prianjanjem na stražnju stranu strukture ABC stanica. Dodatno, proces kapsuliranja treba optimizirati kako bi se osigurala potpuna pokrivenost kontakta sa stražnje strane i kako bi se smanjilo stvaranje šupljina.
3. Upravljanje toplinom
Kako bi se smanjio utjecaj toplinskog ciklusa, mogu se primijeniti odgovarajuće tehnike upravljanja toplinom. To može uključivati upotrebu hladnjaka ili toplinski vodljivih materijala za učinkovitije odvođenje topline. Dizajn stanične strukture kako bi se smanjila razlika u koeficijentima toplinskog širenja između materijala također može pomoći u smanjenju mehaničkog naprezanja i spriječiti pucanje i raslojavanje.
4. Kontaktni inženjering
Kako bi se spriječila degradacija električnog kontakta, mogu se koristiti tehnike kontaktnog inženjeringa. To uključuje izbor odgovarajućih metalnih materijala s visokom otpornošću na elektromigraciju i koroziju. Površinski tretmani se također mogu primijeniti na kontakte kako bi se poboljšala njihova svojstva sučelja i smanjila stopa rekombinacije.
5. Materijali otporni na UV zračenje
Korištenje materijala otpornih na UV zračenje za poluvodič i inkapsulaciju može ublažiti učinke UV degradacije. Ovi materijali bi trebali biti u stanju izdržati dugotrajnu izloženost UV zračenju bez značajne degradacije. Istraživanja su u tijeku kako bi se razvili novi materijali s poboljšanom otpornošću na UV zračenje za upotrebu u svim leđnim kontaktnim ćelijama.
Zaključak
Sve ćelije s povratnim kontaktom imaju veliki potencijal na tržištu solarne energije zbog svoje visoke učinkovitosti i estetskih prednosti. Međutim, oni se također suočavaju s nekoliko problema s pouzdanošću koje treba riješiti. Kao dobavljač All Back Contact Cells, predani smo istraživanju i razvoju rješenja za te probleme. Poboljšanjem procesa proizvodnje, razvojem boljih materijala za kapsuliranje, implementacijom učinkovitog upravljanja toplinom, optimiziranjem električnih kontakata i korištenjem materijala otpornih na UV zračenje, možemo povećati pouzdanost ABC ćelija.
Ako ste zainteresirani saznati više o našim svim povratnim kontaktnim ćelijama ili razmišljate o nabavi, pozivamo vas da nas kontaktirate radi daljnje rasprave. Spremni smo sudjelovati u poslovnim pregovorima i pružiti vam visokokvalitetne ABC ćelije koje zadovoljavaju vaše zahtjeve. Više informacija o All Back Contact solarnim ćelijama možete pronaći na našoj web straniciSve solarne ćelije s povratnim kontaktom.
Reference
- Green, MA, Emery, K., Hishikawa, Y., Warta, W. i Dunlop, ED (2014.). Tablice učinkovitosti solarnih ćelija (verzija 42). Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 22(1), 1 - 9.
- Krc, J. i Aberle, AG (2012). Silicijske solarne ćelije s interdigitalnim stražnjim kontaktom: pregled. Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 20(3), 239 - 251.
- Tan, HH i Jagadish, C. (2012). Poluvodički materijali i uređaji. Wiley.
