IBC и HPBC солнечные элементы

Поделиться ссылкой на статью

Обновлено 18 марта, 2024

Будет ли IBC/HPBC основной технологией производства солнечных элементов в будущем?

В ноябре 2022 года гигант фотоэлектрической промышленности компания Longi представила свой новейший продукт. И сразу солнечный элемент, произведенный по технологии HPBC  стал самым обсуждаемым предметом вреди специалистов фотоэнергетики. Так что же такое HPBC? Станет ли технология HPBC мейнстримом при производстве солнечных элементов следующего поколения?

HPBC расшифровывается как Hybrid Passivated Back contact Cell. Это IBC технология, примененная к солнечным элементам P-типа. Для того, чтобы понять, что такое HPBC, нужно сначала разобраться что такое IBC technology.

IBC

IBC (Interdigitated Back Contact) относится к конструкции без электродов на передней части элемента и с контактными сетками положительного и отрицательного полюсов, перекрещенными на задней части элемента. Суть технологии IBC заключается в том, как подготовить области p и n хорошего качества и переплести контактные столбики на задней стороне солнечного элемента.

ibc pv cell HPBC
IBC солнечный элемент

Технология IBC была впервые предложена Ламмертом и Шварцем в 1975 году. Sunpower является лидером и пионером в области производства солнечных модулей  с элементами IBC. В марте 2017 года японская компания Kaneka получила ячейку HBC путем совмещения технологий HJT и IBC с эффективностью 26,7%. Этот рекорд эффективности сохранялся более 5 лет.

ibc pv HPBC

Преимущества IBC

Особая конструкция ячейки IBC дает ей следующие преимущества:

1) На передней части ячейки отсутствует контактная сетка, что позволяет устранить потери от затенения части элемента электродами и обеспечить максимальное использование падающего света. По сравнению с обычным солнечным элементом ток короткого замыкания может быть увеличен примерно на 7%;

2) Как положительные, так и отрицательные электроды находятся на задней стороне ячейки, поэтому нет необходимости учитывать проблему малой пропускной способности контактной сетки, а пропорции контактной сетки можно увеличить, чтобы уменьшить последовательное сопротивление;

3) Поскольку затенение контактной сетки, контакт металла и другие факторы не принимаются во внимание на передней стороне, пассивация поверхности и структура поверхностного светоулавливания могут быть оптимизированы для получения более низкой скорости рекомбинации на передней поверхности и поверхностного отражения, чтобы улучшить Voc и Jsc. ;

4) Красивый внешний вид, особенно подходит для интеграции в здания, с хорошими коммерческими перспективами;

Проблемы IBC

Более высокие требования к матричным материалам; элементы IBC требуют более высокой пассивации передней поверхности. Процесс IBC сложен, а стоимость производства IBC намного выше, чем у традиционных солнечных элементов из кристаллического кремния. Именно из-за этих проблем коммерциализация технологии IBC встречает затруднения.

В настоящее время технология IBC в основном применяется на рынке для кремниевых пластин N-типа. По сравнению с элементами P-типа, элементы модули N-типа обладают преимуществами: низкое затухание, длительный срок жизни заряженных частиц, хорошая эффективность при слабом освещении и низкий температурный коэффициент. Модули из солнечных элементов N-типа обладают вырабатывают больше электроэнергии при той же установленной мощности, имеют разумное увеличение в цене при большем сроке службы. Как новая платформа изготовления солнечных элементов,  технология IBC может быть дополнена технологиями HJT, TOPCon, PERC и другими технологиями изготовления ячеек, что имеет огромное пространство для будущего развития.

pc cells technologies HPBC
Стадии развития технологий солнечных фотоэлектрических элементов и их КПД

HPBC

Longi первой в отрасли использовала технологию IBC на кремниевых подложках P-типа. Технология HPBC позволяет достичь эффективности ячейки на уровне 25%, а в модуле — 22,3%. По сравнению с обычным модулем PERC эффективность на 1% выше.

Какие новые технологии обеспечивают преимущества солнечных элементов HPBC?

1. Инновационная конструкция соединений, дающая новое определение долговечности:
HPBC нарушает традиционные нормы благодаря своей революционной сварке сзади типа «-», заменяющей устаревшие соединения сварочной ленты типа «Z». Этот фундаментальный сдвиг укрепляет солнечные панели, повышая их устойчивость к скрытым разрушениям, обеспечивая беспрецедентную прочность и долговечность.

2. Эстетическая простота, поднимающая настроение фотоэлектрической элегантностью:
Отсутствие контактной сетки на лицевой поверхности, дополненное сложными многослойными эстетическими антибликовыми пленками, упрощает визуальную сложность ячеек и модулей. Это не только усиливает возможности поглощения света, но и переопределяет эстетический вид фотоэлектрических продуктов, через сложность переходя к элегантности.

3. Усиление чистоты с помощью многослойных задних отражающих пленок:
В HPBC используются многослойные отражающие пленки, что значительно уменьшает количество примесей. Этот прорыв снижает деградацию мощности, особенно в сложных условиях, характеризующихся высокими температурами и низким уровнем освещенности, повышая общую эффективность выработки электроэнергии.

4. Ультрасовременное подключение обеих полярностей на обратной стороне солнечного элемента:
Внедрение инновационной технологии подключения контактов обеих полярностей в HPBC обеспечивает стабильную передачу тока. Этот технологический скачок вносит решающий вклад в создание более надежной и эффективной солнечной панели, многократно повышая ее производительность.

HPBC solar cell
Солнечные элементы HPBC

Технология солнечных элементов HPBC отличается от традиционной технологии солнечных элементов использованием новых полупроводниковых материалов и структурным дизайном для повышения эффективности и стабильности солнечных элементов. По сравнению с традиционными солнечными элементами на основе кремния, солнечные элементы HPBC обладают инновациями в области поглощения света, транспорта носителей и транспорта электронов, что повышает эффективность преобразования и долговременную стабильность ячеек. Кроме того, солнечные элементы HPBC обладают преимуществами более высокой эффективности фотоэлектрического преобразования, более низкой стоимости и более длительного срока службы.

hpbc pv2 HPBC

Преимущества технологии солнечных батарей HPBC

  • Высокая эффективность: технология солнечных элементов HPBC способна повысить эффективность преобразования солнечной энергии в электричество примерно до 25%, что намного выше, чем у традиционных солнечных элементов на основе кремния. Благодаря более низкому затуханию и лучшему температурному коэффициенту общая генерация энергии у модулей LONGi HPBC примерно на 3% выше, чем у обычных модулей PERC.
  • Улучшенная производительность в условиях низкой освещенности: солнечные панели HPBC превосходно вырабатывают электроэнергию даже в условиях низкой освещенности. Эта характеристика делает их более надежными и эффективными в пасмурные дни или в регионах с меньшим количеством солнечного света.
  • Снижение потерь эффективности, вызванных температурой. Открытая конструкция некоторых солнечных панелей HPBC обеспечивает лучшее рассеивание тепла, сводя к минимуму потери эффективности, вызванные температурой. Эта особенность позволяет панелям сохранять оптимальные характеристики даже в жарком климате.
  • Стабильность: технология солнечных элементов HPBC обладает большей стабильностью в суровых условиях, таких как высокая температура, низкая температура и влажность, что обеспечивает долгосрочную стабильную работу элементов. Благодаря передовой технологии ячеек HPBC солнечный модуль может иметь меньшую деградацию мощности в течение срока службы. Затухание и линейное затухание в первый год снижаются до 1,5% и 0,4% в год соответственно, что является большим улучшением по сравнению с обычными модулями PERC. Благодаря высокой эффективности преобразования и напряжению холостого хода модуля температурный коэффициент мощности модуля HPBC лучше, что еще больше улучшит выработку энергии модулем.
  • Конструкция без металлических линий сетки на передней стороне элементов HPBC делает модули HPBC привлекательными, особенно в тех случаях, когда клиенты предъявляют более высокие требования к внешнему виду распределенных электростанций, таких как крышные солнечные батареи и т.п.
  • Универсальность в дизайне и установке. Солнечные панели HPBC обеспечивают большую гибкость конструкции, позволяя устанавливать их вертикально, горизонтально или под наклоном. Эта адаптируемость делает их подходящими для различных сценариев установки, оптимизируя использование солнечной энергии.
Что такое затухание и линейное затухание?
Аттенюация в контексте солнечных фотоэлектрических модулей означает снижение выходной мощности солнечной панели со временем из-за различных факторов, таких как деградация, затенение, загрязнение и температура. Линейная аттенюация конкретно относится к постепенному уменьшению эффективности или выходной мощности солнечного фотоэлектрического модуля в течение линейного периода времени. Это может быть вызвано факторами, такими как износ, деградация материалов и другие окружающие воздействия. Линейная аттенюация обычно измеряется как процентное уменьшение выходной мощности в год.

图 6 HPBC

Поскольку HPBC постепенно привлекает внимание, HPBC, TOPCon и HJT будут конкурировать за основную технологию следующего поколения. Но в настоящее время, когда N-тип процветает, может ли HPBC найти другой способ стать темной лошадкой? Это еще предстоит проверить временем. В настоящее время HPBC имеет небольшое улучшение эффективности, а его стоимость немного выше, поэтому экономию еще нужно будет доказать.

HPDC

285525 HPBC
Longi HiMo 7 HPDC солнечный модуль

HPDC (High Performance and Hybrid Passivated Dual-Junction Cell), это краткое название высокопроизводительной гибридной пассивированной ячейки с двумя переходами. В ячейке используется верхний и нижний переходы, что обеспечивает превосходный эффект пассивации и снижение потерь света за счет оптимизации конструкции пленки и процесса напыления материалов. Локальный слой с низким сопротивлением интегрирован в переднюю поверхность для дальнейшего повышения эффективности ячейки. Кроме того, были оптимизированы переднее и заднее покрытия для антиотражения и низкой рекомбинации, а также применены решения по металлизации для уменьшения скорости рекомбинации. Модернизированная ячейка HPDC может похвастаться превосходной эффективностью преобразования, температурным коэффициентом мощности и повышенной надежностью.

В 2023 году LONGi выпустила солнечный модуль Hi-MO 7, новый продукт, основанный на технологии HPDC. Продукт сохраняет стандартный размер модуля M10 2278×1134 мм, имеет мощность 580 Вт, двустороннюю чувствительность и эффективность преобразования 22,5%. Он был разработан компанией LONGi для крупных наземных электростанций.

Longi выпустила модули серии Hi-MO 6  DG

Longi Hi-No x6 ExplorerВ 2022 году Longi выпустила свой новый модуль для рынка распределенной генерации: Hi-MO 6. Используя гибридные пассивированные элементы с задним контактом (HPBC), Hi-MO 6 достигает эффективности 22,8% при массовом производстве.

Longi Hi MO 6 HPBC — это новое поколение высокоэффективных солнечных батарей Longi, не имеющих передних шин. Лонги говорит, что модули, оснащенные технологией ячеек HPBC, могут генерировать больший объем энергии в условиях высоких температур и низкого уровня облучения, а также имеют превосходные показатели снижения мощности. В ходе глобального моделирования выработки электроэнергии модули Hi-MO 6 продемонстрировали значительное преимущество в выработке электроэнергии по сравнению с продуктами PERC, в среднем увеличение выработки электроэнергии составило до 10%.

В Hi-MO 6 используется технология пайки задних контактов, при которой используется однолинейная структура пайки, а не традиционная Z-образная структура, для повышения устойчивости модуля к растрескиванию.

Hi-MO 6 включает в себя четыре серии — Explorer, Scientist, Guardian и Artist — все они имеют стандартный размер пластины Longi M10 (182 мм) и доступны в типах с 72, 66, 60 и 54 ячейками. Существует также возможность предварительно установить интеллектуальный оптимизатор (на модулях серии Guardian). Серия Artist доступна в различных цветовых оттенках.

«На протяжении многих лет компания Longi стимулировала развитие отрасли, предлагая высококачественные технические инновации. Флагманские модули серии Hi-MO внесли свой вклад в модернизацию глобальной энергетической структуры. Hi-MO 6 — еще один серьезный шаг на пути к обеспечению энергетической справедливости», — прокомментировал вице-президент Longi Деннис Ше. «Longi стремится сотрудничать с большим количеством партнеров для участия в новой энергетической революции, предоставления экологически чистых энергетических решений, одинаково доступных для всех, и ускорения энергетической трансформации и развития нашей планеты».

В нашем ассортименте модули с ячейками по технологии HPBC можно отфильтровать по такой ссылке.

Эта статья прочитана 262 раз(а)!

Реклама

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *