Warum verziehen sich BC-Solarzellenstränge wie ein Boot?

Kurze Antwort: Back-Contact-Zellstrings verziehen sich wie ein Boot, weil das Verschieben aller Ribbons auf die Rückseite die Metallisierung und ihre thermische Kontraktion vollständig auf eine Seite der Zelle verlagert. Wenn der gelötete String abkühlt, zieht sich das Ribbon gegen eine nicht metallisierte Vorderseite zusammen, und die differentielle Spannung biegt den String zu einer Kurve. Bei einer herkömmlichen Frontkontaktzelle ist das Ribbon über beide Seiten verteilt, sodass sich die Spannungen teilweise aufheben. Die Verformung ist nicht kosmetisch: Ein gekrümmter String liegt beim Laminieren nicht flach auf dem Glas auf, was nach der Lamination zu ungleichmäßiger Einkapselungsdicke führt und Mikrorisse an den Verbindungsstellen verursachen kann, wo der String flachgedrückt wird. Die Steuerung des thermischen Lötprofils und der Abkühlrate ist der wichtigste Hebel, zusammen mit der Ribbon-Geometrie und der Auflage, die die Zelle während der Verbindung hat.

PV-Modulfertigung · von Jerry, Ooitech

Einführung

Das Verlegen aller Bänder auf die Rückseite ist ein Markenzeichen von BC-Modulen. Es sieht sauber aus, funktioniert effizient und ist eine beliebte Wahl für Premium-Wohnanwender. Aber hinter dieser hübschen Fassade krümmt sich der Zellstring wie ein kleines Boot.

Strukturelle Asymmetrie plus Bandlöten

Beide Pole sitzen auf der Rückseite

Ob IBC oder TBC, der PN-Übergang einer BC-Zelle befindet sich auf der Rückseite. Positiv und negativ sind beide auf der Rückseite. Das ist keine symmetrische Struktur. Darüber hinaus ist die Schrumpfspannung der mehrschichtigen Rückstruktur weitaus größer als die der Vorderseite.

Abbildung 1: BC-Zellstruktur

Einseitiges Hochtemperaturlöten erledigt den Rest

Im Modulherstellungsprozess müssen die Zellen weiterhin mit Bändern verbunden werden. Einseitiges Hochtemperaturlöten zieht dann jede Zelle in eine Rückwärtskrümmung, wie in Abbildung 2 gezeigt.

Abbildung 2: BC-Zellstring in der Realität

Eine symmetrische TOPCon Zelle verhält sich nicht so, wie Sie in Abbildung 3 sehen können.

Abbildung 3: TOPCon-Zellstring in der Realität

Kann dieser genetische Fehler behoben werden? Schadet er der Zuverlässigkeit?

Wir haben die Tests durchgeführt. Dickere Zellen verringern die Verwerfung nicht wesentlich. Und da das Dünnerwerden der Wafer derzeit der Trend ist, ist dieses Problem im Vergleich zum doppelseitigen Löten grundsätzlich nicht lösbar. Die Industrie versucht, die Rückseiten-Gitterlinien zu optimieren und auf Niedertemperaturlöten umzusteigen, und dieses Phänomen wird in den unternehmensinternen Qualitätsstandards als akzeptabel bewertet.

Es gibt noch einen Haken. Während des Laminierungsschritts am Modulende bewirkt diese asymmetrische Verformung durch einseitiges Löten, dass die Verkapselungsfolie Folie auf der Zellenrückseite unter hoher Hitze ungleichmäßig fließt. In manchen Fällen besteht sogar das Risiko fehlender Folie. Die Langzeitzuverlässigkeit bleibt ein Fragezeichen.

Vielleicht kann eine der Lösungen im Technologie-Wald von LONGi, diejenige, die das Verbindungsband eliminiert, dieses Problem endlich lösen.

Ooitechs Ansicht

Wir sehen diese bootförmige Verformung ständig in der Linie, und es ist wirklich ein Kampf zwischen Zellphysik und Prozesskontrolle, kein Defekt, den man wegpolieren kann. Das Problem des Laminierungsflusses bereitet uns am meisten Sorgen, da ungleichmäßige Verkapselung auf der Rückseite genau dort ist, wo Feldausfälle Jahre später beginnen. Aus Sicht der gesamten Linie sind Niedertemperatur-Verschaltung und engere Handhabung beim Layup wichtiger als das Jagen nach dickeren Wafern. Wenn Sie sehen möchten, wie sich BC- und TOPCon-Stränge tatsächlich durch Tabber-Stringer und Laminierung verhalten, sind unsere Fabrikclips auf www.youtube.com/ooitech einen Blick wert.