BC Güneş Hücreleri Açıklandı: Yapı, Farklılıklar, Üretim Süreci ve Şerit Lehimleme Prensibi
İçindekiler
Ürün Tanıtımı
BC güneş hücresi, kısaca Arka Kontak güneş hücresi, emitör, arka yüzey alanı ve metal elektrotların tümünün hücrenin arka tarafına yerleştirildiği yüksek verimli bir kristal silikon hücre teknolojisidir. Temel formu genellikle IBC veya İç İçe Geçmiş Arka Kontak hücresi olarak bilinir.
Geleneksel kristal silikon hücrelerle karşılaştırıldığında, BC hücrelerinin en belirgin özelliği ön yüzeyde metal ızgara çizgilerinin olmamasıdır. Ön taraf bara ve parmak gölgelemesinden arındırıldığı için hücre yüzeyine daha fazla güneş ışığı girebilir, optik kayıp azalır ve etkin güç üretim alanı artar. Bu nedenle BC hücreler genellikle yüksek verimli ve yüksek estetik güneş modülleri için kullanılır.
BC Hücrelerini Farklı Kılan Nedir?
BC hücreleri PERC, TOPCon veya HJT hücrelerinden ayıran temel fark, sadece gofret türü veya tek bir pasivasyon katmanı değildir. BC teknolojisinin temel fikri yapısaldır: PN bağlantısı ve metal elektrotlar hücrenin arka tarafına taşınır.
Örneğin, TOPCon genellikle N-tipi silikon alt tabakalar, ön yüzey pasivasyonu ve arka yüzey tünel oksit pasifleştirilmiş kontak yapıları ile ilişkilendirilir. PERC genellikle arka pasivasyon iyileştirmesine dayanır. HJT, amorf silikon pasivasyonu ve heteroeklem kontağı kullanır. BC ise, akım toplama yapısını arkaya taşıyarak ön yüzey elektrot gölgelemesini ortadan kaldırmaya odaklanır.
Bu nedenle BC, diğer hücre teknolojileriyle de birleştirilebilir. Saf BC teknolojisi genellikle IBC ile temsil edilir. TOPCon artı BC, TBC teknolojisini oluşturabilir; HJT artı BC, HBC teknolojisini oluşturabilir. HPBC, yaygın olarak P-tipi IBC ile ilgili bir yol olarak bilinirken, ABC, genellikle gümüş azaltma veya gümüşsüz tasarım konseptleriyle birlikte tartışılan Tüm Arka Kontak teknolojisini ifade eder.
Teknik Parametreler
Tipik BC Hücre Yapısı
IBC'yi örnek alırsak, en önemli yapısal değişiklik, hem PN bağlantısının hem de metal elektrotların hücrenin arka tarafında bulunmasıdır. Ön yüzey esas olarak ışık emilimi ve pasivasyon için kullanılırken, arka yüzey iç içe geçmiş pozitif ve negatif bölgeler aracılığıyla taşıyıcı ayırma ve akım toplama işlemini tamamlar.
| Öğe | Açıklama |
|---|---|
| Hücre tipi | Arka Kontak güneş hücresi |
| Temel teknoloji yolu | IBC, İç İçe Geçmiş Arka Kontak |
| Ön yüzey özelliği | Ön tarafta metal ızgara hattı gölgelemesi yok |
| Arka yüzey özelliği | Pozitif ve negatif elektrotlar arka tarafta düzenlenmiştir |
| Temel yapısal tasarım | PN bağlantısı ve metal elektrotlar arka tarafa taşındı |
| Ana fayda | Azaltılmış optik gölgeleme kaybı ve iyileştirilmiş etkin ışık emilim alanı |
| Uyumlu yollar | IBC, TBC, HBC, HPBC, ABC ve diğer BC tabanlı yapılar |
| Modül süreci etkisi | PERC, TOPCon ve HJT hücrelerine kıyasla farklı şerit lehimleme mantığı gerektirir |
IBC Hücre Üretim Süreci
Tipik bir IBC hücre süreci şu şekilde özetlenebilir:
Kimyasal parlatma ve hasar giderme
BBr3 tüp difüzyonu
Kuru oksijen maske büyütme
Yerel BSF açıklığı için serigrafi baskı
POCl3 tüp difüzyonu
Dokulandırma
Çift taraflı pasivasyon
Yerel kontak açıklığı için serigrafi baskı
Serigrafi baskı metalizasyon
BC teknolojisinin temel zorluğu, hücrenin arkasında iç içe geçmiş bir desende yüksek kaliteli p-tipi ve n-tipi bölgelerin nasıl hazırlanacağıdır. Tipik bir süreçte, arka tarafa bor içeren iç içe geçmiş bir difüzyon maskesi basılabilir. Difüzyondan sonra bor, N-tipi alt tabakaya girer ve p+ bölgesini oluşturur. Basılı maskenin olmadığı alan daha sonra fosfor difüzyonu yoluyla n+ bölgesini oluşturabilir.
Ön tarafta, ışık hapsini artırmak için piramit dokulandırma kullanılırken, genellikle FSF olarak adlandırılan bir ön yüzey alanı oluşturularak elektriksel performans iyileştirilir. Optik yönetim ve arka taraf taşıyıcı toplamanın bu kombinasyonu, BC teknolojisinin premium modüller için neden cazip olduğunun bir nedenidir.
Teknik Avantajlar
Ön Yüzeyde Izgara Gölgelemesi Yok
BC hücrelerinin en doğrudan avantajı, ön yüzeyde metal ızgara çizgisinin olmamasıdır. Bu, gölgeleme kaybını azaltır ve ışık kullanımını artırır. Modül görünümü açısından, tamamen siyah veya neredeyse tek tip ön yüzey daha temiz bir görsel efekt sağlayabilir; bu, özellikle dağıtık ticari, endüstriyel ve bina ile ilgili PV uygulamalarında çekicidir.
Daha Yüksek Verimlilik Potansiyeli
Ön yüzey daha fazla gelen ışık alabildiğinden, BC hücreleri güçlü bir teorik ve pratik verimlilik avantajına sahiptir. TOPCon veya HJT gibi gelişmiş pasivasyon teknolojileriyle birleştirildiğinde, BC yapıları dönüşüm verimliliğini daha da artırabilir.
Esnek Teknoloji Entegrasyonu
BC tek bir hücre yoluyla sınırlı değildir. Bir platform yapısı olarak çalışabilir ve diğer yüksek verimli teknolojilerle birleşebilir. Bu nedenle endüstri TBC, HBC, HPBC ve ABC gibi yolları tartışmaktadır. Ortak yön aynıdır: optik kaybı azaltmak, taşıyıcı toplamayı iyileştirmek ve modül güç çıkışını artırmak.
Özel Arka Taraf Izgara Tasarımı
Hem pozitif hem de negatif elektrotlar arka tarafta bulunduğundan, BC hücrelerinin ızgara düzeni geleneksel hücrelerden oldukça farklıdır. Aşağıdaki örnek, pozitif bara için kırmızı çizgiler ve negatif bara için mavi çizgiler kullanarak 18BB arka taraf düzenini örnek olarak göstermektedir.
İnce parmaklar da gösterildiğinde, pozitif ve negatif parmaklar iç içe geçmiş bir desende düzenlenir. PN bağlantı bölgeleri de benzer bir iç içe geçmiş şekilde dağıtılır. Ana baralar, karşılık gelen parmak yapısıyla kesişip bağlanarak akımı toplar.
Gerçek BC hücre görüntüsünden, sadece arka taraf ızgara çizgilerini değil, aynı zamanda yarım hücrenin her iki tarafındaki PAD noktalarını da görebiliriz. Bu PAD noktaları, özellikle yüksek yoğunluklu bağlantı yapılarında elektrik bağlantısı ve lehimleme tasarımı için önemlidir.
Ürün Uygulaması
BC Hücre Dizisi Lehimleme Prensibi
BC hücre lehimleme, geleneksel PERC veya TOPCon hücre lehimlemeden farklıdır. Yaygın çift taraflı grid hücrelerde, şerit genellikle bir hücrenin arka tarafından diğer hücrenin ön tarafına bağlanır. BC hücrelerde hem pozitif hem de negatif elektrotlar arka tarafta olduğundan, lehim şeridi farklı bir bağlantı yolu izlemelidir.
Diyagramda gösterildiği gibi, BC string lehimleme, iki bitişik hücre arasında döngüsel ve şaşırtmalı bir desende lehim şeritleri kullanarak hücre seri bağlantısını gerçekleştirir. Bu, şeridin bir hücrenin arkasından diğer hücrenin önüne gittiği TOPCon hücreler için kullanılan kaynak yönteminden farklıdır.
Tam bir hücre, A ve B olmak üzere iki yarım hücreye bölünebilir. A yarım hücresi ve B yarım hücresinin elektrotları birbirine zıt olarak düzenlenmiştir. BC hücre string lehimleme sırasında, başlangıç hücresinden gelen şerit A yarım hücresinin negatif elektroduna çekilir ve ardından kesilir. Ardından aşağıdaki bağlantı mantığı tekrarlanır:
Hücre 1'deki A yarım hücresinin pozitif elektrodundan aynı hücredeki B yarım hücresinin negatif elektroduna
Hücre 1'deki B yarım hücresinin pozitif elektrodundan hücre 2'deki A yarım hücresinin negatif elektroduna
Hücre string bağlantısını tamamlamak için yukarıdaki döngüyü tekrarlayın
Vurgulanan alanda, şerit aslında sürekli bir şerittir. Farklı renkler yalnızca pozitif ve negatif elektrot ilişkisini anlamayı kolaylaştırmak için kullanılmıştır. Diyagram, BC hücre üzerindeki döngüsel şaşırtmalı kaynak desenini açıkça göstermektedir.
Tamamlanan hücre stringi, kaynak şeritlerinin birden çok BC hücre arasında nasıl düzenlendiğini gösterir. Bu tür bir stringleme, doğru şerit yerleşimi, sabit gerilim kontrolü, hassas konumlandırma ve arka taraf elektrot deseninin iyi anlaşılmasını gerektirir.
Akım akış diyagramı, seri bağlantı prensibini daha da açıklar. Akım yolu, şaşırtmalı şerit yönlendirmesi ile arka tarafta oluştuğundan, BC stringleme ekipmanı ve proses kontrolü, geleneksel hücreler için standart şerit lehimlemeden daha zorludur.
İletişim ve Satın Alma
BC Modül Üretimi için Pratik Notlar
BC modül üretmeyi planlayan üreticiler için hücre şeritleme bölümü en önemli proses noktalarından biridir. Arka yüzey elektrot tasarımı, geleneksel şeritleme mantığının basitçe kopyalanamayacağı anlamına gelir. Ekipman, hassas arka kontak hizalamasını, kontrollü şerit beslemeyi, kararlı lehimleme sıcaklığını ve kaynak sonrası güvenilir denetimi desteklemelidir.
Üretimde mühendisler, şerit ofseti, lehim bağlantı kalitesi, hücre çatlama riski, PAD nokta eşleşmesi ve akım yolu tutarlılığına yakından dikkat etmelidir. Arka yüzey lehimlemesindeki herhangi bir küçük sapma, laminasyon ve uzun süreli dış mekan çalışmasından sonra direnç artışına, güç kaybına veya güvenilirlik sorunlarına neden olabilir.
Ooitech'in Görüşü
Bir ekipman tedarikçisi olarak biz bunu şöyle görüyoruz: BC teknolojisi yalnızca bir hücre verimliliği yükseltmesi değil, aynı zamanda özellikle şerit lehimleme hassasiyeti ve arka yüzey ara bağlantı kontrolünde bir modül üretim zorluğudur. Bir güneş paneli üretim hattı için anahtar, şerit makinesi tasarımını gerçek BC hücre elektrot deseniyle eşleştirmektir, onu değiştirilmiş bir TOPCon veya PERC prosesi gibi ele almak değil. Bizce, BC modüllerini değerlendiren fabrikalar, seri üretime geçmeden önce pilot ölçekte lehimleme kararlılığını, şerit yönlendirmesini ve EL performansını doğrulamalıdır.
