TOPCon Ön Yüz SiNx Büyük Kazanç: Gradyan Filme Göre 3-4W Daha Fazla Modül Gücü
Ürün Tanıtımı
Hatta bir karşılaştırma yaptınız. İki grup TOPCon hücre, farklı ön film reçeteleri.
Gradyan film grubu: SiNx/SiOxNy/SiOx gradyan yığını (düşük kırılma indisli SiOx/SiOxNy katmanları ile)
Saf SiNx grubu: saf çok katmanlı SiNx
Sonuç ters geldi.
Cell level: gradyan grup, saf SiNx grubuna göre verimlilikte %0.05-%0.1 daha yüksekti. Hücre üzerinde gradyan film açıkça daha iyi görünüyordu.
Modül seviyesi: 66 hücreli 210×210 modüllere laminasyondan sonra, saf SiNx grubu aslında 3-4W daha yüksek güçteydi (hatta ölçüldü).
"Daha düşük hücre verimliliğine sahip grup, daha yüksek modül gücüne sahip oldu." Kalite ekibi nedenini sordu ve siz sadece "paketleme kazancı" diyemezsiniz.
Bu yazı, bu sezgisel olmayan optik matematiği çözmek için sağlam bir makale kullanıyor.
Teknik Parametreler
Hücre verimliliği ≠ modül gücü. Laminasyon arada yer alır.
Şunu aklınızda tutun: hücre verimliliği ve modül gücü basit bir çarpma işlemi değildir.
66 hücreli 210×210 TOPCon modülü %25.7 seviyesindeki hücrelerle temel alındığında, hat verileri %0.1'lik hücre verimliliği farkının yaklaşık 2.8W modül gücüne karşılık geldiğini gösteriyor. Bu katsayıya göre:
| Karşılaştırma | Cell-level gap | Beklenen modül farkı | Ölçülen modül sonucu |
|---|---|---|---|
| Gradyan film vs saf SiNx | +%0.05-%0.1 (gradyan daha yüksek) | +1.4-2.8W (gradyan kazanmalı) | Saf SiNx +3-4W (tersine çevrildi) |
Yön tamamen tersine döndü. Hücre seviyesindeki avantaj laminasyonda kayboldu.
Modül gücü, hücre verimliliğinin doğrudan çarpımı değildir. Cam, kapsülleyici ve arka tabaka optik bağlantı kazancı (pozitif) sağlar, ancak aynı zamanda akım uyumsuzluğu ve dağıtım kaybına (negatif) neden olur. Net, ölçülen güçtür. Farklı yansıma önleyici tarifler, laminasyon sonrası çok farklı net değerler üretir ve "hücrede kaybet, modülde kazan"ın kökeni budur.
Bu mekanizma daha önce Zhang ve ark. 2019 (Energies, DOI:10.3390/en12061168) tarafından PERC platformunda, SunSolve simülasyonu ve modül ölçümü ile desteklenmiştir.
Teknik Avantajlar
Bir PERC makalesi tersine dönüşü net bir şekilde açıklıyor
Zhang 2019, mono PERC üzerinde ön üç katmanlı yansıma önleyici kaplama üzerinde çalıştı. İlk iki katman sabit SiNx (20nm/45nm) olarak kaldı. Sadece üçüncü katman değişti.
Plan A: üçüncü katman 15nm SiNx (kırılma indisi 1.99)
Plan B3: üçüncü katman 30nm SiOx (kırılma indisi 1.46)
SunSolve optik simülasyonu (piramit doku dahil) kullanarak ağırlıklı ortalama yansıma WAR (300-1100nm) hesapladılar:
| Plan | Üçüncü katman | WAR (300-1100nm) |
|---|---|---|
| A | 15nm SiNx | 3.12% |
| B3 | 30nm SiOx | 2.78% |
| B5 | 50nm SiOx | %2.46 (daha kalın, daha düşük) |
Hücre seviyesinde, B3, A'dan daha az yansıtır, ölçülen Isc 62mA daha yüksek, verimlilik %21.50'ye karşı %21.35 (+%0.15 mutlak). Düşük kırılma indisli SiOx katmanına sahip film hücrede kazanır.
Ancak modül seviyesinde, grafik tersine döner. Bölüm 3.3 bunu açıkça söylüyor:
"EVA kapsülleyici kısa dalga boylu ışığı emdiği için, 30nm SiOx hücresinin spektral tepki avantajı kısmen maskelenir... modül güç kazancı sadece 0.9W olur... SiOx'i modüle koymak, hücre seviyesindeki performans kazancını %57 oranında azalttı."
Detaylar:
CTM oranı: 30nm SiOx 96.1% vs 15nm SiNx %96.5. SiOx olan aslında daha düşük.
Hücre seviyesindeki +%0.15 avantaj, laminasyondan sonra kazancının %57'sini kaybetti.
Modül güç kazancı sadece 0.9W.
Bu, sizin durumunuz için makale düzeyindeki açıklamadır. Gradyan grup (SiOx/SiOxNy düşük kırılma indeksli katmanlarla, Zhang'ın B3'ü gibi) hücre seviyesinde kısa dalga yansıma önleyici sayesinde %0.05-0.1 kazanır. Ancak laminasyondan sonra EVA <380nm kısa dalga ışığı emer, gradyan grubunun kısa dalga kenarı bastırılır, CTM düşer ve aynı verimlilik sınıfında saf SiNx grubu onu geçer.
Ürün Uygulaması
Fark nerede ve ne kadar büyük
① Hücre seviyesi: gradyan grup %0.05-%0.1 kazanır, yaklaşık 1.4-2.8W
66 hücreli 210 TOPCon hattı baz alındığında (%0.1 hücre verimliliği ≈ 2.8W modül gücü), gradyan grup hücre seviyesinde %0.05-%0.1 daha yüksektir, bu da modülde 1.4-2.8W daha yüksek anlamına gelmelidir.
② Modül seviyesi: saf SiNx aslında 3-4W daha yüksek (hat ölçümü)
Ölçüldüğünde, saf SiNx grubunun modül gücü, gradyan gruptan 3-4W daha yüksektir. Küçük hücre seviyesi dezavantajını geri ekleyince, saf SiNx grubunun paketleme aşamasında tek başına 4.4-6.8W daha fazla katkıda bulunduğu anlamına gelir. 720W baz alındığında, bu %0.61-%0.94'lük bir paketleme kazancı farkıdır.
③ Literatür desteği: Zhang 2019'un "%57 kesinti"si (PERC platformu)
Zhang'ın PERC bulgusu yakından örtüşüyor: SiOx üçüncü katmanına sahip film hücre seviyesinde +%0.15 kazanır, ancak laminasyondan sonra kazanç %57 kesilir ve CTM oranı 0.4 puan düşer.
66 hücreli 210 TOPCon'a dönüştürüldüğünde, %0.1'lik hücre seviyesi avantajı laminasyondan sonra sadece yaklaşık %0.04 bırakır ve modül kesinlikle tersine dönebilir. Aynı kaynak, aynı neden, sizin hat sonucunuz olan "saf SiNx 3-4W daha yüksek" ile aynı.
④ Gradyan grup neden modül seviyesinde geride kalıyor?
SiOx/SiOxNy gradyan filminin ana gücü 300-500nm kısa dalga yansıma önlemededir. Ancak bu tam olarak modülde cam + EVA'nın en sert emdiği banttır. Gradyan filmin kısa dalga kenarı, paketleme malzemeleri tarafından doğrudan yenir. Bu arada saf çok katmanlı SiNx, >400nm görünür-yakın kızılötesi ana bantta (silisyumun kuantum tepkisinin daha yüksek olduğu laminasyondan sonra hala etkili) yansıma önlemesini iyice yapar, bu nedenle modül seviyesinde daha fazla kazanç sağlar.
Hatta uygulama: sadece hücre verimliliğine bakmayın
① Şu anda hatta çalışabilir mi?
İkisi de çalışabilir. Saf çok katmanlı SiNx olgun bir yoldur. Gradyan film (SiNx/SiOxNy/SiOx) de tüp PECVD'de yapılabilir, sadece bir katman daha ve N/O oranı ile üç katman kalınlık eşleştirme kontrolünde bir adım daha fazla.
Son zamanlarda TOPCon endüstrisi, 'ön film SiNx çok katmanlı' yaklaşımını 'ön film nitröz oksit çok katmanlı' sürecinin yerine yeniden teşvik ediyor. Gördüğünüz veriler bu eğilimin hat seviyesinde kanıtıdır. Gradyan film iyi değil değil, laminasyon sınavında başarısız oldu.
② Değer mi?
Nasıl hesapladığınıza bağlı. Sadece hücre verimliliğine bakarsanız gradyan film %0.05-0.1 daha güzel. Ancak modül seviyesinde saf çok katmanlı SiNx 3-4W öne geçer ve mevcut TOPCon modülü watt başına fiyatlandırmasında bu gerçek bir prim alanıdır.
Ön film seçimi iki metrikli bir görüş kullanmalıdır: hücre verimliliği artı paketleme kazancı. O tek hücre seviyesi numarasına bakmayın, yoksa gradyan grubu gibi hücrede yüz kazanıp modülde madde kaybedersiniz.
③ Kararlı mı?
Bu kendi kontrolünü gerektirir. Her ikisi de çok katmanlı filmlerdir ve uzun vadeli güvenilirlik (nemli ısı altında film kararlılığı, farklı kapsülleyicilerle uyum) ölçülmelidir. UNSW Hoex ekibinin önceki çalışmaları, TOPCon'un kapsülleme formüllerine son derece duyarlı olduğunu göstermiştir. Yansıma önleyici film ve kapsülleyici birleşiktir. Kaplamayı değiştirin, kapsülleyici seçimi de takip etmelidir.
Hat çalışanı tuzağı ipucu: iki ön film sürecini karşılaştırırken sadece hücre verimliliğini karşılaştırmayın. %0.05-0.1'lik bir hücre seviyesi farkı küçük görünür, ancak modül birkaç watt tersine dönebilir. Hem hücre verimliliğini hem de modül gücünü ölçün, özellikle güç sınıfı primleri arayan üst düzey modüller için.
Sınırlamalar: makalenin söylemediği
Zhang 2019, PERC platformu kanıtıdır, TOPCon değil. Ancak ön yansıma önleyici optikler aynı kökene sahiptir: EVA kısa dalgayı emer, SiOx filmler kısa dalga kenarlarını kaybeder, CTM düşer. Bu, paketleme optiklerinin genel bir kuralıdır ve TOPCon ön filmi de buna uyar. Bu hat vakası TOPCon'dur ve makaleyle yön olarak tutarlıdır. Kendi hattınızda EQE spektral yanıtı ve lamine öncesi/sonrası yansıma ayrımı ile yeniden çalıştırmanız önerilir.
Mekanizma bu makalenin çıkarımıdır, kesin bir sonuç değildir. 'Saf çok katmanlı SiNx'in daha yüksek paketleme kazancına sahip olması' (etkili spektrumun kırpılması + düşük parazitik absorpsiyon) fiziksel açıklaması, EQE spektral yanıtı ve lamine öncesi/sonrası yansıma/absorpsiyon ayrımı verileri gerektirir. Bu parça fiziksel çerçeveyi ve yönü verir. Hangi bandın baskın olduğu ve parazitik absorpsiyonun nereden geldiği hat spektral verilerini beklemektedir.
%0,61-%0,94 paketleme kazancı farkı 3-4W ve %0,05-0,1'den geri hesaplanmış bir büyüklük sırası tahminidir. Farklı kapsülleyiciler (EVA/POE/EPE) ve farklı cam (kaplamalı/kaplamasız) bu sayıyı değiştirecektir.
Çift yüzlü modüller ve UV kesen kapsülleyici, kısa dalga kullanımını daha da değiştirir. İki grup arasındaki fark, çift cam + UV geçiren senaryoda yeniden dağılabilir.
Özet
Aynı TOPCon hücreleri, gradyan grup hücre seviyesinde %0,1 kazanır ve paketlemeden sonra 4W kaybeder. Fark sadece verimlilik değil, aynı zamanda yansıma önleyici filmin modül aşamasında değişen sınavıdır.
Hücre sınavı tam spektrum kısa dalgayı test eder ve gradyan grup iyi yanıt verir. Modül sınavı paketleme sonrası etkili spektrumu test eder ve saf SiNx grup tersine çevirir.
2019 PERC makalesi zaten söylemişti: SiOx'i modüle koyun, hücre seviyesindeki kazanç %57 kesilir. Hatta ölçülen 3-4W tersine dönüş, makalenin sonucuyla yön olarak uyumludur.
Ön film seçimi için, tek hücre verimlilik sayısının tempoyu belirlemesine izin vermeyin. Paketleme kazancını toplama dahil edin.
Ooitech'in Görüşü
Buradaki hücreye karşı modül farkı, bir modül hattını devraldığımızda dikkat ettiğimiz tuzaktır. Hücrede parlayan bir kaplama, cam ve EVA üste eklendiğinde sessizce watt kaybettirebilir, bu nedenle müşterilere her zaman yansıma önleyici seçimini gerçek CTM verilerine göre kilitlemelerini söyleriz, laboratuvar verimliliğine değil. Ooitech yalnızca modül üretim hatları kurduğundan, bu hücreden modüle bağlantı, laminasyon ve süreç eğitimi çalışmamızın asıl değerini ortaya koyduğu yerdir. Bu seçimlerin çalışan bir TOPCon hattında nasıl sonuçlandığını görmek isterseniz, Ooitech YouTube kanalı (www.youtube.com/ooitech) takip etmeye değer birçok fabrika görüntüsüne sahiptir.
