Direcția de dezvoltare a înlocuirii pastei de argint fotovoltaic

Înlocuirea pastei de argint poate fi principala direcție de reducere a costurilor. Deoarece pasta reprezintă o proporție mare din costul bateriilor fără siliciu, reducerea consumului unitar de pastă de argint a fost întotdeauna direcția cheie de reducere a costurilor a legăturii bateriei. În trecut, reducerea costurilor se realiza în principal prin două moduri:

(1) Reducerea lățimii grilei fine

(2) Creșterea numărului de rețele principale. Când grila principală este mărită, lățimea devine mai subțire și consumul de argint este redus.

În sistemul argint, reducerea utilizării pastei este limitată, în principal pentru că eficiența celulelor actuale a bateriei este mai mare, iar rolul pastei este de a colecta curent. Este dificil să continuați să reduceți semnificativ cantitatea relativă de aplicare. Prin urmare, înlocuirea argintului cu un metal mai ieftin poate fi direcția principală de reducere a costurilor.

Pasta de aluminiu a fost folosită înainte, dar există anumite provocări în aplicarea pe scară largă. Aluminiul este un metal utilizat în mod obișnuit în industrie și poate fi furnizat în cantități mari pentru fabricarea fotovoltaică. Are un cost scăzut și poate reduce semnificativ costul fără siliciu al celulelor fotovoltaice. Pasta de aluminiu la temperatură înaltă a fost folosită de mulți ani în era PERC. Rezistivitatea aluminiului este de aproximativ 1,7-1,8 ori mai mare decât a argintului. Deși pierderea rezistenței liniei poate fi compensată prin creșterea lățimii liniei sau se adaugă siliciu la pasta de aluminiu pentru a inhiba reacția dintre pasta de aluminiu și polisiliciu, reducând astfel recombinarea interfeței și crescând tensiunea de deschidere a bateriei, există totuși o anumită decalaj cu argint în termeni de rezistivitate.

În plus, aluminiul este greu de modelat. În conformitate cu cerințele mai stricte ale raportului de aspect al liniilor de rețea și ale rezistivității, există încă anumite provocări în aplicarea ulterioară pe scară largă a celulelor bifaciale de înaltă eficiență.

Pasta de cupru face progrese. Diferența de rezistivitate dintre cupru și argint este mică. Industria a făcut unele progrese în aplicarea pastei de cupru înainte.

În 2020, FuturaSun a lansat seria „ZEBRA” de module IBC de tip N pentru piața europeană fotovoltaică de uz casnic și industrial și comercial, folosind pastă de cupru în pastă. Electrozii de cupru au performanțe bune în proprietățile electrice de sudare și stabilitate:

a) În ceea ce privește sudarea, atunci când temperatura de sudare crește la 440 grade, forța de exfoliere ajunge la 0,76 N/mm, ceea ce este aproape de nivelul forței de decojire a barelor tradiționale din pastă de argint;

b) În ceea ce privește stabilitatea performanței electrice, performanța electrică a tuturor componentelor înainte de TC600 rămâne stabilă, prezentând o bună stabilitate termomecanică.

Cercetarea și dezvoltarea pastei de cupru este dificilă, iar alte abordări sunt, de asemenea, de așteptat să rezolve dificultățile în aplicarea pastei de cupru. Aplicarea pastei de cupru nu trebuie să ia în considerare numai legătura pastă, ci și dificultatea producătorilor de baterii din aval de a implementa cooperarea. Pentru legătura de pastă în sine, miezul aplicării pastei de cupru este de a rezolva trei probleme:

1. Oxidabilitatea cuprului:Cuprul este mai activ și mai ușor de oxidat în timpul sinterizării la temperatură înaltă, iar tratamentul antioxidare este deosebit de critic;

2. Difuzie:Pasta de argint formează un aliaj după sinterizare, iar cuprul este ușor de difuzat pe celula bateriei în timpul procesului de sinterizare. Atomii de cupru sunt mai susceptibili de a afecta joncțiunea PN;

3. Stabilitatea sudării:Componentele ZEBRA au făcut progrese mari în sudare, iar forța de decojire este aproape de nivelul de decojire al barelor tradiționale de pastă de argint, dar există încă un anumit decalaj.

În plus, pasta de cupru poate avea soluții diferite în ceea ce privește selecția materiei prime pulbere de cupru, post-procesare (cum ar fi antioxidarea), formulare, aditivi, detalii specifice de sinterizare etc., iar barierele din industrie sunt de așteptat să fie superior.