《光伏电池片金属化技术:非接触式金属化降本以及技术进展》

  • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2022-03-06
  • 金属化影响电池成本及转换效率,最终关乎电池路径的选择。电池金属化是光伏电池片制作工艺过程中的重要环节之一,通过导电浆料印刷和和烧结,在硅片的正背面制备金属化电极,使电极与电池片间形成紧密高效的欧姆接触,将光生载流子导出电池。金属化关系电池片生产成本、转换效率等方面,最终影响未来电池路径的选择。因此,金属化工艺优化不仅成为各家电池厂家为实现降本计划重点攻克的领域,同时成为行业关注重点。

    传统金属化以接触式为主,设备和浆料优化实现共振。在考虑降本方面,除了采用国产银浆以及新型浆料(银包铜)等,金属化采用新型技术工艺实现降本及转换效率的提升。根据印刷方式的不同,金属化大致可分为接触式及非接触式:1)接触式金属化以丝网印刷为代表,技术改进主要围绕增加栅线数量展开。此外,还包括迈为华晟联合研发的SMBB技术、美耶博格无主栅技术及迈为全新推出的全开口钢板印刷技术;2)非接触式金属化主要指以丝网印刷技术以外的电池技术,包括电镀、帝尔的激光转印技术等。

    铜电镀技术:突破丝印最为有效的尝试。铜电镀技术最大的优势是用铜替代全部金属银浆,根本上解决材料成本高的问题,同时铜电镀能同时实现双面金属化,提高生产效率。但是环保问题以及高设备投资额成为阻碍铜电镀技术产业化的重要因素。目前捷佳、钧石及迈为等都有不同程度布局铜电镀技术,目前捷佳、太阳井以及捷德宝等均有布局铜电镀设备,为异质结电池银浆降本充分准备。

    激光转印:非接触式金属化较为成功的尝试。激光转印技术是一种新型的非接触式印刷技术,主要包含浆料填充以及浆料转移两大步骤。该技术的实际应用对于激光操作精准度有着较高要求,过高或过低都将导致栅线印刷效果不及预期。目前布局激光转印技术的主要为帝尔激光,根据公司公告,该技术能节省副栅线银浆用量的30%、栅线高度一致性及均匀性优良、兼容不同电池技术及不同浆料等多方面优势。目前已有样机在客户端进行工艺测试验证。

    喷墨打印:仍处于初期研发阶段。喷墨打印技术是一项可直接编程复杂图案的技术,利用喷墨打印的图案化控制能力,实现金属网格几何尺寸的精细控制。该技术优势包括:1)非接触式打印,能适用于超薄或柔性电池;2)由于金属耗量低、无需网版或刮刀等耗材,实现低成本金属化工艺;3)通过纳米材料,可以用于低表面掺杂浓度接触等若干方面。目前迈为股份正在开展喷墨印刷试验平台项目,但尚未在下游实现产业化应用。

  • 原文来源:https://solar.in-en.com/html/solar-2399982.shtml
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    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2023-09-18
    • 众所周知,当PERC电池的效率提升遇到瓶颈的时候,绝大多数的厂商选择了TOPCon的技术路线。而在对传统TOPCon电池进行封装时,通常采用双玻封装,才能通过相关的耐候测试,尤其是湿热测试。其主要原因是当组件长时间置于高温高湿的环境中,EVA会分解释放出醋酸,进而导致TOPCon 电池银铝浆中铝的氧化速度加快,从而带来电子丢失,影响光伏组件的转化效率,体现在组件上就是在湿热测试以后,明显的功率衰减。这也导致了目前的TOPCon组件多以双玻封装为主。即便在成本、单瓦碳排放和安装运维上有明显的劣势,全行业也不得不选择双玻路线。这也成为困扰全行业的一个难题。 最近,中来光电宣布已成功研发出一种全新的光伏电池注入金属化技术,即“中来独特注入金属化技术(Jolywood Special Injected metallization)——通过独特的金属化工艺,有效提升电池片的光电转换效率,并完美解决TOPCon组件湿热测试后的功率衰减问题,为双面单玻找到了解决方案。 金属化影响电池成本及转换效率,最终关乎电池路径的选择。电池金属化是光伏电池片制作工艺过程中的重要环节之一,通过导电浆料印刷和烧结,在电池的正背面制备金属电极,使电极与电池片间形成良好的欧姆接触,将光生载流子导出电池。金属化关系电池片生产成本、转换效率等方面,最终影响未来电池工艺路径的选择。因此,金属化技术研究不仅成为各电池厂家为实现降本计划重点攻克的领域,同时成为行业关注重点。 在常规的TOPCon电池制造过程中,为了达到良好的接触效果,电池正表面采用银铝浆料作为电极材料,然而,这为后期组件的可靠性带来了隐患,特别是湿热老化问题。通过采用JSIM技术,可以有效地解决这个矛盾,这是因为JSIM技术在TOPCon正表面采用了全新的金属浆料配方,可以使电池栅极与硅衬底之间形成优异的接触界面,在降低接触电阻的同时,降低接触复合电流密度,不光电池效率得到明显提升,也同时解决了TOPCon电池对封装材料的敏感性问题,为TOPCon电池的双面单玻封装奠定了技术基础。 中来股份凭借多年的研发及项目经验走在了TOPCon 最前端,拥有效率25%+ TOPCon 全套量产技术方案,公司还掌握n-TOPCon、n-IBC、TBC等技术,在n型技术方面拥有全面的知识产权,电池、组件累计发货超过8GW。但双面单玻的TOPCon组件技术也一直是困扰中来的一个痛点。 本着以终为始的原则,中来的研发团队终于成功研发了JSIM(中来独特注入金属化)技术,不仅显著提高了电池效率,还有效解决了TOPCon电池组件抗湿热的问题。通过长时间的实验室验证测试,结果表明采用JSIM技术后双面单玻组件顺利通过85°C, 85%湿度条件下2000小时湿热序列测试。这足以证明中来的JSIM技术完美攻克了双面单玻TOPCon组件长时间湿热条件下的功率衰减问题,同时也有效丰富了TOPCon组件封装材料的多样性,无论EPE, POE,EVA都可以轻松和中来的透明背板组合使用。通过实验室提供的数据我们发现,中来的双面单玻组件还具有更低的工作温度,温度系数和热斑温度。这不仅证明了双面单玻具备更佳的发电增益,同时也具备更高的可靠性和耐候性。 此次关键性技术突破,标志着中来光电TOPCon电池技术研发与时俱进,不断更新迭代。作为行业技术创新的引领者,不断为TOPCon技术路线增效降本探索更多可能。为TOPCon双面单玻的时代吹响了冲锋号。
  • 《2019年上海SNEC光伏展:贺利氏光伏推出新一代高性能金属化浆料,重塑效率和价值新标准》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2019-06-18
    • SNEC第十三届(2019)国际太阳能光伏与智慧能源(上海)大会暨展览会将于6月4日至6日在上海浦东新国际博览中心举办。全球领先的光伏行业金属化浆料提供商贺利氏光伏将在展会上推出最新的高性能、高效金属化浆料--SOL966X系列。该系列银浆可满足电池厂商的各种需求,帮助他们提高转换效率和性价比,其中包括: SOL9661B系列,适用于高效PERC电池:该产品专为超细线印刷而设计,可在规模化生产中,实现在小于26μm的丝网开口上完美印刷。凭借独特的化学成分,浆料的烧结峰值温度很低且烧结温度范围广,确保发射极在烧结过程中得到可靠保护。该产品可改善接触性能,同时提高短路电流(Isc)和填充因子(FF),堪称具有颠覆性的创新成果。 SOL9662B系列,适用于两次印刷工艺:该系列浆料采用经过改进的上一代玻璃成分,能为激光损坏区域提供额外保护。再结合最新的用于超细线(UFL)印刷的有机载体系统,该产品可大幅提高开路电压和短路电流。 SOL9661B2系列,适用于"叠层钝化"太阳能电池:SOL9661B2系列具有独特的化学成分,可防止钝化层的渗透。该产品还成功地克服了超浅掺杂发射结(ULDE)(掺杂浓度约1019·cm-3)接触带来的技术挑战,并能减少对钝化层的损伤。这些特性可充分发挥ULDE的优势,例如提高填充因子或开路电压(Voc),从而提高PERC电池的转换效率。 其它新产品包括:适用于金刚线切割和MCCE工艺的SOL9661D系列--该产品可通过无网结网版印刷工艺实现细线印刷,并且在大规模生产过程中不会产生任何缺陷;适用于N型太阳能电池的SOL9380系列--该产品能够大幅提高电池的开路电压,同时使填充因子保持不变或有所提高;适用于TOPcon太阳能电池的SOL7200系列--该产品的玻璃成分可确保较低的烧结温度,这对于成品太阳能电池实现极高的开路电压而言至关重要;以及适用于分步印刷主栅/FBB的SOL6700系列--该产品含有全新的玻璃料配方和浆料助剂,有助于最大程度降低金属化过程给发射极造成的缺陷,并将电池效率提升至22%以上,同时还能提高开路电压和组件可靠性。 此外,贺利氏还将继续拓展银浆以外的产品组合,为组件厂商提供最关键的组件原料,帮助他们实现降本增效。例如:贺利氏最新开发的Hecaro? 导电胶,应用了独家专利的低银技术,拥有极佳的可靠性并通过了TUV组件认证。作为贺利氏最新开发的创新产品,选择性涂层焊带可将组件功率提升最高至2.4瓦,同时还能轻松整合至现有的生产流程中,实现即插即用,无需增加任何额外设备。 贺利氏光伏总裁马丁·阿克曼(Martin Ackermann)表示:"与其它可再生能源行业相比,光伏行业的每瓦发电成本还必须继续下降。贺利氏最新推出的金属化浆料可帮助电池制造商创造增值、促进创新、提高效率,从而提高电池性能、降低平准化度电成本(LCOE),最终使太阳能应用在全球范围内迎来一个转折点。"