SiNx لایه جلویی TOPCon برنده بزرگ: 3-4 وات توان ماژول بیشتر نسبت به لایه گرادیان
معرفی محصول
شما یک مقایسه روی خط انجام دادید. دو گروه سلول TOPCon، با دستورالعملهای مختلف فیلم جلویی.
گروه فیلم گرادیان: لایهبندی گرادیان SiNx/SiOxNy/SiOx (با لایههای SiOx/SiOxNy با ضریب شکست پایین)
گروه SiNx خالص: SiNx چندلایه خالص
نتیجه برعکس شد.
Cell level: گروه گرادیان 0.05%-0.1% بازدهی بالاتری نسبت به گروه SiNx خالص داشت. روی سلول، فیلم گرادیان واضحاً بهتر به نظر میرسید.
سطح ماژول: پس از لمینیت به ماژولهای 66 سلولی 210×210، گروه SiNx خالص در واقع 3-4 وات بیشتر توان داشت (اندازهگیری شده روی خط).
"گروهی که بازده سلول کمتری داشت، توان ماژول بالاتری داشت." واحد کیفیت مدام میپرسید چرا، و شما نمیتوانید فقط بگویید "بستهبندی سود".
این مطلب از یک مقاله معتبر برای توضیح آن ریاضیات نوری غیرمنتظره استفاده میکند.
پارامترهای فنی
بازده سلول ≠ توان ماژول. لمینیت در بین قرار دارد.
یک نکته را محکم در ذهن خود نگه دارید: بازده سلول و توان ماژول یک ضرب ساده نیستند.
با استفاده از یک ماژول TOPCon 66 سلولی 210×210 با سلولهای درجه 25.7% به عنوان پایه، دادههای خط نشان میدهد که شکاف 0.1% بازده سلول معادل حدود 2.8 وات توان ماژول است. با آن ضریب:
| مقایسه | Cell-level gap | شکاف مورد انتظار ماژول | نتیجه اندازهگیری شده ماژول |
|---|---|---|---|
| فیلم گرادیان در مقابل SiNx خالص | +0.05%-0.1% (شیب بالاتر) | +1.4-2.8W (شیب باید برنده شود) | SiNx خالص +3-4W (معکوس) |
جهت کاملاً تغییر کرد. مزیت در سطح سلول در لمینیت از بین رفت.
توان ماژول حاصل ضرب مستقیم بازده سلول نیست. شیشه، انکپسولانت و بکشیت باعث افزایش جفتشدگی نوری (مثبت) اما همچنین عدم تطابق جریان و تلفات توزیع (منفی) میشوند. خالص، توان اندازهگیری شده است. دستورالعملهای مختلف ضدبازتاب، خالصهای پس از لمینیت بسیار متفاوتی ایجاد میکنند و این ریشه «باخت در سلول، برد در ماژول» است.
این مکانیسم قبلاً توسط Zhang et al. 2019 (Energies, DOI:10.3390/en12061168) بر روی یک پلتفرم PERC، با پشتیبانی شبیهسازی SunSolve و اندازهگیری ماژول، مشخص شده است.
مزایای فنی
یک مقاله PERC وارونگی را به وضوح توضیح میدهد
Zhang 2019 یک پوشش سهلایه ضدبازتاب جلویی بر روی mono PERC مطالعه کرد. دو لایه اول ثابت SiNx (20nm/45nm) باقی ماندند. فقط لایه سوم تغییر کرد.
طرح A: لایه سوم 15nm SiNx (ضریب شکست 1.99)
طرح B3: لایه سوم 30nm SiOx (ضریب شکست 1.46)
با استفاده از شبیهسازی نوری SunSolve (شامل بافت هرمی)، آنها میانگین بازتاب وزنی WAR (300-1100nm) را محاسبه کردند:
| طرح | لایه سوم | WAR (300-1100nm) |
|---|---|---|
| A | 15nm SiNx | 3.12% |
| B3 | 30nm SiOx | 2.78% |
| B5 | 50nm SiOx | 2.46% (ضخیمتر، کمتر) |
در سطح سلول، B3 کمتر از A بازتاب میکند، Isc اندازهگیری شده 62mA بالاتر، بازده 21.50% در مقابل 21.35% (+0.15% مطلق). فیلم با لایه SiOx با ضریب شکست پایین فقط در سلول برنده میشود.
اما در سطح ماژول، نمودار برعکس میشود. بخش 3.3 به وضوح میگوید:
"از آنجایی که انکپسولانت EVA نور با طول موج کوتاه را جذب میکند، مزیت پاسخ طیفی سلول SiOx با ضخامت 30 نانومتر تا حدی پوشانده میشود... افزایش توان ماژول تنها 0.9 وات است... قرار دادن SiOx در ماژول، افزایش عملکرد در سطح سلول را 57٪ کاهش داد."
جزئیات:
نسبت CTM: SiOx 30 نانومتر 96.1% در مقابل SiNx 15 نانومتر 96.5٪. SiOx در واقع پایینتر است.
مزیت +0.15٪ در سطح سلول پس از لمینیت 57٪ از افزایش خود را از دست داد.
افزایش توان ماژول تنها 0.9 وات.
این توضیح در سطح مقاله برای مورد شماست. گروه گرادیان (با لایههای کمشکست SiOx/SiOxNy، مانند B3 ژانگ) در سطح سلول از طریق ضدبازتاب موج کوتاه 0.05-0.1٪ برنده میشود. اما پس از لمینیت، EVA نور موج کوتاه <380 نانومتر را جذب میکند، لبه موج کوتاه گروه گرادیان خفه میشود، CTM کاهش مییابد، و در همان رده بازدهی، گروه SiNx خالص از آن پیشی میگیرد.
کاربرد محصول
شکاف کجاست و چقدر بزرگ است
① سطح سلول: گروه گرادیان 0.05٪-0.1٪ برنده میشود، حدود 1.4-2.8 وات
بر اساس خط پایه ماژول 66 سلولی 210 TOPCon (0.1٪ بازده سلول ≈ 2.8 وات توان ماژول)، گروه گرادیان در سطح سلول 0.05٪-0.1٪ بالاتر است، که باید به معنای 1.4-2.8 وات بالاتر در ماژول باشد.
② سطح ماژول: SiNx خالص در واقع 3-4 وات بالاتر است (اندازهگیری خط)
اندازهگیری شده، توان ماژول گروه SiNx خالص 3-4 وات بالاتر از گروه گرادیان است. با اضافه کردن مجدد disadvantage کوچک سطح سلول، به این معنی است که گروه SiNx خالص 4.4-6.8 وات بیشتر در مرحله بستهبندی به تنهایی کمک میکند. در مقابل خط پایه 720 وات، این تفاوت 0.61٪-0.94٪ در افزایش بستهبندی است.
③ پشتیبانی ادبیات: "کاهش 57٪" ژانگ 2019 (پلتفرم PERC)
یافته PERC ژانگ نزدیک است: فیلم با لایه سوم SiOx در سطح سلول +0.15٪ برنده میشود، اما پس از لمینیت افزایش 57٪ کاهش مییابد و نسبت CTM 0.4 واحد کاهش مییابد.
تبدیل به 66 سلول 210 TOPCon، مزیت 0.1٪ در سطح سلول تنها حدود 0.04٪ پس از لمینیت باقی میگذارد، و ماژول کاملاً میتواند معکوس شود. همان منبع، همان علت نتیجه خط شما "SiNx خالص 3-4 وات بالاتر".
④ چرا گروه گرادیان در سطح ماژول عقب میافتد؟
فیلم گرادیان با SiOx/SiOxNy قدرت اصلی خود را در بازتابزدایی موج کوتاه 300-500 نانومتر دارد. اما دقیقاً این باند همان جایی است که شیشه + EVA در ماژول بیشترین جذب را دارند. لبه موج کوتاه فیلم گرادیان مستقیماً توسط مواد بستهبندی خورده میشود. در همین حال، SiNx چندلایه خالص بازتابزدایی خود را به طور کامل در باند اصلی مرئی تا مادون قرمز نزدیک >400 نانومتر انجام میدهد (پس از لمینیشن همچنان مؤثر است، جایی که پاسخ کوانتومی سیلیکون بالاتر است)، بنابراین در سطح ماژول سود بیشتری کسب میکند.
قرار دادن آن روی خط: فقط با راندمان سلول قضاوت نکنید
① آیا میتواند اکنون روی خط اجرا شود؟
هر دو میتوانند. SiNx چندلایه خالص یک مسیر بالغ است. فیلم گرادیان (SiNx/SiOxNy/SiOx) نیز میتواند روی PECVD لولهای انجام شود، فقط یک لایه پوشش اضافی به علاوه یک مرحله کنترل نسبت N/O و تطبیق ضخامت سه لایه.
اخیراً صنعت TOPCon دوباره رویکرد "فیلم جلویی SiNx چندلایه" را برای جایگزینی فرآیند "فیلم جلویی اکسید نیتروژن چندلایه" ترویج میکند. دادههایی که دیدید شواهد سطح خطی از این روند است. این نیست که فیلم گرادیان خوب نیست، بلکه در آزمون لمینیشن مردود شده است.
② آیا ارزشش را دارد؟
بستگی به نحوه شمارش دارد. اگر فقط به راندمان سلول نگاه کنید، فیلم گرادیان 0.05-0.1% زیباتر است. اما در سطح ماژول، SiNx چندلایه خالص با 3-4 وات پیشی میگیرد و با قیمتگذاری فعلی هر وات ماژول TOPCon، این یک فضای حق بیمه واقعی است.
انتخاب فیلم جلویی باید از دید دو معیاری استفاده کند: راندمان سلول به علاوه سود بستهبندی. به آن عدد سطح سلول خیره نشوید، وگرنه مانند گروه گرادیان میشوید که در سلول برنده چهره و در ماژول بازنده جوهر میشوید.
③ آیا پایدار است؟
این نیاز به بررسی خود دارد. هر دو فیلم چندلایه هستند و قابلیت اطمینان بلندمدت (پایداری فیلم تحت حرارت مرطوب، تطبیق با انکپسولانتهای مختلف) باید اندازهگیری شود. کار قبلی تیم Hoex از UNSW نشان داد که TOPCon به شدت به فرمولهای انکپسولاسیون حساس است. فیلم ضدبازتاب و انکپسولانت جفت شدهاند. تغییر پوشش ممکن است نیاز به تغییر انتخاب انکپسولانت داشته باشد.
نکته تله برای کارگر خط: هنگام مقایسه دو فرآیند فیلم جلویی، فقط راندمان سلول را مقایسه نکنید. یک شکاف 0.05-0.1% در سطح سلول کوچک به نظر میرسد، اما ماژول میتواند چند وات معکوس شود. هم راندمان سلول و هم توان ماژول را اندازهگیری کنید، به ویژه برای ماژولهای سطح بالا که به دنبال حق بیمه درجه توان هستند.
محدودیتها: آنچه مقاله نمیگوید
Zhang 2019 شواهد مبتنی بر پلتفرم PERC است، نه TOPCon. اما اپتیکهای ضدبازتاب جلو منشأ یکسانی دارند: EVA امواج کوتاه را جذب میکند، لایههای SiOx لبه موج کوتاه خود را از دست میدهند، CTM کاهش مییابد. این یک قانون کلی برای اپتیک بستهبندی است و فیلم جلوی TOPCon از آن پیروی میکند. این مورد خطی TOPCon است و از نظر جهت با مقاله همخوانی دارد. توصیه میشود آن را روی خط خود با پاسخ طیفی EQE به همراه تفکیک بازتاب قبل/بعد از لمینیشن دوباره اجرا کنید.
مکانیسم استنتاج این مقاله است، نه یک حکم قطعی. توضیح فیزیکی برای «SiNx چندلایه خالص بهره بستهبندی بالاتری دارد» (طیف مؤثر اصلاحشده + جذب انگلی کم) نیاز به دادههای پاسخ طیفی EQE و تفکیک بازتاب/جذب قبل/بعد از لمینیشن دارد. این بخش چارچوب فیزیکی و جهت را ارائه میدهد. اینکه کدام باند غالب است و جذب انگلی از کجا میآید، منتظر دادههای طیفی خط است.
شکاف بهره بستهبندی 0.61%-0.94% یک تخمین مرتبه بزرگی است که از 3-4W و 0.05-0.1% محاسبه شده است. انکپسولانتهای مختلف (EVA/POE/EPE) و شیشههای مختلف (پوششدار/بدون پوشش) این عدد را تغییر میدهند.
ماژولهای دوطرفه و انکپسولانت برشدهنده UV استفاده از امواج کوتاه را بیشتر تغییر میدهند. شکاف بین دو گروه ممکن است در سناریوی دو شیشه + عبور UV توزیع مجدد یابد.
خلاصه
سلولهای TOPCon یکسان، گروه گرادیان در سطح سلول 0.1% برنده میشود و پس از بستهبندی 4W از دست میدهد. تفاوت فقط کارایی نیست، بلکه این است که آزمون فیلم ضدبازتاب در مرحله ماژول تغییر میکند.
آزمون سلول امواج کوتاه طیف کامل را آزمایش میکند و گروه گرادیان خوب پاسخ میدهد. آزمون ماژول طیف مؤثر پس از بستهبندی را آزمایش میکند و گروه SiNx خالص آن را برمیگرداند.
همان مقاله PERC 2019 قبلاً گفت: SiOx را در ماژول قرار دهید و بهره سطح سلول 57% کاهش مییابد. وارونگی 3-4W اندازهگیریشده روی خط با نتیجه مقاله از نظر جهت مطابقت دارد.
برای انتخاب فیلم جلو، اجازه ندهید آن عدد تککارایی سلول ریتم را تعیین کند. بهره بستهبندی را در کل محاسبه کنید.
دیدگاه Ooitech
شکاف سلول در مقابل ماژول در اینجا دقیقاً همان دامی است که هنگام تحویل خط ماژول مراقب آن هستیم. پوششی که روی سلول میدرخشد میتواند پس از قرار گرفتن شیشه و EVA در بالا، بیصدا وات را کاهش دهد، بنابراین همیشه به مشتریان میگوییم که انتخاب ضدبازتاب را بر اساس دادههای واقعی CTM قفل کنند، نه کارایی آزمایشگاهی. از آنجایی که Ooitech فقط خطوط تولید ماژول میسازد، این جفتسازی سلول به ماژول جایی است که کار لمینیشن و آموزش فرآیند ما در واقع ارزش خود را نشان میدهد. اگر میخواهید ببینید این انتخابها چگونه روی یک خط TOPCon در حال اجرا عمل میکنند، کانال YouTube Ooitech (www.youtube.com/ooitech) فیلمهای کارخانهای زیادی دارد که ارزش دنبال کردن دارند.
