Introduction:
In de wereldwijde fotovoltaïsche markt domineren kristallijne silicium zonnecellen een aanzienlijk aandeel. Echter, nu de industrie snel evolueert, zijn het verlagen van kosten en het verbeteren van efficiëntie primaire uitdagingen voor deze cellen. Traditionele zonnecellen gebruiken een aanzienlijke hoeveelheid zilverpasta om busbars en vingers te creëren, wat niet alleen de kosten verhoogt maar ook een deel van het zonlicht blokkeert, waardoor de efficiëntie van de stroomopwekking wordt beperkt. Om deze problemen aan te pakken, werd 0 Busbar (0BB) technologie ontwikkeld. Deze technologie elimineert busbars, vermindert het gebruik van zilverpasta en vergroot het oppervlak dat licht ontvangt van de cellen, waardoor de efficiëntie van stroomopwekking en economische levensvatbaarheid van fotovoltaïsche modules aanzienlijk worden verbeterd.
conținut
1.Inleiding
2.De Geboorte van 0 Busbar (0BB) Technologie
3.Voordelen van 0 Busbar (0BB) Technologie
4.Nadelen van 0 Busbar (0BB) Technologie
5.Interconnectie van 0 Busbar (0BB) Zonnecellen
6.Marktperspectieven voor 0 Busbar (0BB) Technologie
De Geboorte van 0 Busbar (0BB) Technologie
Wanneer zonlicht een fotovoltaïsche cel raakt, wordt elektriciteit opgewekt door het fotovoltaïsche effect. Deze elektriciteit moet echter worden verzameld en afgevoerd via roosterlijnen voor menselijk gebruik. Traditionele fotovoltaïsche cellen gebruiken op zilver gebaseerde roosterlijnen, verdeeld in vingers en busbars. Vingers zijn dunner, terwijl busbars dikker zijn. Elektriciteit wordt verzameld door de vingers, overgedragen naar de busbars en vervolgens afgevoerd via koperen linten.
Sinds de ontwikkeling van de eerste praktische monokristallijne silicium zonnecel door Bell Labs in 1954, zijn het aantal en de breedte van roosterlijnen op fotovoltaïsche cellen voortdurend geëvolueerd. Van 2BB (twee busbars) tot MBB (multi-busbars) en SMBB (super multi-busbars), het verhogen van het aantal busbars heeft elke busbar smaller gemaakt, waardoor bespaard wordt op zilverpasta en kosten worden verlaagd. Meer busbars verkorten ook het stroompad in de vingers, wat stroomverlies vermindert en de vermogensopbrengst verhoogt.
Ondanks de wijdverbreide toepassing van MBB- en SMBB-technologieën in de industrie, hebben sommige onderzoekers een nieuwere benadering voorgesteld: het verwijderen van de busbars en het direct verbinden van de vingers met de linten via soldeerpunten. Dit concept vormt de essentie van 0 Busbar (0BB) technologie.
0BB technologie vergroot het lichtontvangstgebied van de cellen door busbars te elimineren, vermindert het gebruik van zilverpasta, verlaagt kosten en verbetert de energieopwekkingsrendementen.
Voordelen van 0 Busbar (0BB) Technologie
1. Vermogensverhoging:
Het verwijderen van de busbars vermindert schaduwwerking, waardoor de vermogensopbrengst toeneemt. De dichtere verdeling van soldeerpunten bij 0BB-technologie verkort de stroomweg in de vingers, vermindert vermogensverlies en verbetert de energieopwekking. Daarnaast leidt het grotere oppervlak van fotovoltaïsche cellen, terwijl de populaire montagestandaard van maximaal 210 mm celgrootte behouden blijft, tot een hogere vermogensopbrengst van een enkel PV-paneel.
2. Kostenverlaging:
Traditionele roosterlijnen zijn gemaakt van zilverpasta, wat ongeveer 35% van de niet-siliciumkosten van fotovoltaïsche cellen uitmaakt. De stijgende zilverprijs heeft druk uitgeoefend op de fabricage van fotovoltaïsche cellen. Door de hoofdbusbar te elimineren, verlaagt 0BB-technologie de kosten van zilverpasta en daarmee de totale kosten van fotovoltaïsche cellen.
Volgens gegevens van het Silver Institute bereikte de wereldwijde vraag naar zilver voor fotovoltaïsche toepassingen in 2023 6.017 ton, een jaarlijkse stijging van 64%. In 2024 wordt verwacht dat de wereldwijde vraag naar zilver voor fotovoltaïsche toepassingen met 20% zal stijgen tot 7.217 ton. Echter, de aanhoudend hoge zilverprijzen vormen een aanzienlijke uitdaging voor de fabricage-industrie van fotovoltaïsche cellen. De binnenlandse zilverprijzen zijn sinds oktober vorig jaar met meer dan 30% gestegen.
0BB-technologie kan door het verwijderen van de hoofdbusbar de niet-siliciumkosten verlagen, wat de totale kosten van fotovoltaïsche cellen vermindert. Onder de huidige drie technologische routes heeft HJT (Heterojunction Technology) de hoogste kosten voor zilverpasta en de meest dringende behoefte aan kostenverlaging. Momenteel bedragen de zilverpasta-kosten voor massaproductie PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) 0,06 yuan per watt, TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) 0,07 yuan per watt, terwijl de kosten voor HJT met 210 formaat 15BB-zilverpasta zo hoog zijn als 0,15 yuan per watt. In de toekomst wordt verwacht dat de kosten voor HJT met massaproductie van 20BB zullen dalen naar 0,12 yuan per watt.
Na adoptie van 0BB-technologie kunnen de zilverpasta-kosten voor PERC worden verlaagd tot 0,03 yuan per watt, voor TOPCon tot 0,01 yuan per watt en voor HJT tot 0,04-0,06 yuan per watt. Bovendien, als 0BB-technologie wordt gecombineerd met 30% zilver-gecoate koperpasta, wordt verwacht dat de uiteindelijke zilverpasta-kosten voor HJT dalen tot 0,03-0,04 yuan per watt.
3. Verbeterde Efficiëntie:
0BB-technologie vermindert de elektrische weerstand binnen de zonnecel, wat resulteert in efficiëntere beweging van elektronen en een hoger energieomzettingsrendement. Dit leidt tot een hogere energieopbrengst uit dezelfde hoeveelheid zonlicht, waardoor 0BB-zonnecellen productiever zijn.
4. Verbeterde Schaduwtolerantie:
De aanwezigheid van meerdere dunne verbindingen in 0BB-cellen creëert meerdere paden voor elektrische stroom, waardoor het risico op vermogensverlies door gedeeltelijke schaduwwerking wordt verminderd. Dit is met name voordelig bij installaties waar schaduw van objecten zoals bomen of gebouwen de prestaties kan beïnvloeden.
5. Verminderde Hotspots:
0BB-technologie verdeelt de elektrische stroom gelijkmatig over het celoppervlak, waardoor de kans op hotspots door hoge weerstand wordt geminimaliseerd. Dit helpt bij het voorkomen van efficiëntiedalingen en langetermijndegradatie van de cel.
6. Hogere Kwaliteit:
Met kleinere en meer talrijke soldeerpunten is de spanningsverdeling in de cellen gelijkmatiger, wat leidt tot minder breuk van cellen, roosterlijnbreuk en microscheurtjes, en daarmee een verbeterd productierendement. Bovendien maakt de gelijkmatige spanningsverdeling het mogelijk dat 0BB-technologie dunner siliciumwafers gebruikt, die volgens experts zo dun kunnen zijn als 100 μm.
Door deze voordelen te integreren, verbetert 0BB-technologie aanzienlijk de prestaties, duurzaamheid en efficiëntie van fotovoltaïsche modules, waarmee het een belangrijke vooruitgang vormt in de zonne-energie-industrie.
Nadelen van 0 Busbar (0BB) Technologie
Ondanks zijn aanzienlijke voordelen kent 0BB-technologie nog steeds verschillende uitdagingen, waaronder het waarborgen van consistente lasbaarheid en efficiëntie bij tests. Het grootste probleem is betrouwbaarheid. De vingers en soldeerpunten bestaan uit een combinatie van zilver en glas, waardoor de structuur los en instabiel kan worden. Omdat de soldeerlinten van koper zijn, maken de verschillende eigenschappen van zilver en koper het moeilijk om een solide lasverbinding te bereiken. Dit kan leiden tot potentiële losraken en een verstoring van de normale werking van fotovoltaïsche cellen.
0 Busbar (0BB) Zonnecellen Interconnectie
1. Eerste Methode: SmartWire Verbindingstechnologie
De kerncomponent van de SmartWire Verbindingstechnologie is de koperdraad composietfilm. Deze film bestaat uit een elektrisch isolerende, optisch transparante laag, een plaklaag op het oppervlak van de film, en meerdere parallelle koperdraden (tabbing linten) die zijn ingebed in de plaklaag. Deze koperdraden, verbonden met de film via de plaklaag, steken uit met een coating van een legering met een laag smeltpunt.
Tijdens het lamineringsproces verbindt de koperdraad composietfilm de zonnecellen in serie. De film wordt overlapt met een encapsulatiefilm, achterzijde of glas, wat een stabiele elektrische verbinding creëert tussen de tabbing linten en het rooster tijdens het verhittingsproces.
De koperdraad composietfilm wordt gelamineerd op de oppervlakken van aangrenzende zonnecellen om een serieverbinding te vormen. In tegenstelling tot conventionele verpakking van zonnecellen, gebruikt deze methode een nieuwe stringermachine om de koperdraad composietfilm op zowel de voor- als achterzijde van twee cellen te plaatsen, wat hun serieverbinding mogelijk maakt. Zodra ze zijn verbonden, worden de cellen gerangschikt en gestapeld. Onder specifieke lamineertemperaturen en -drukken worden de koperdraden en zonnecelroosters samengedrukt om een ohmse contact te vormen.
2. Tweede Methode: Dosering
(1) Dosering: Breng lijm druppels aan op het oppervlak van elke zonnecel.
(2) Tabbing: Plaats gelijkmatig meerdere tabbing linten loodrecht op de roosterlijnen op elke zonnecel.
(3) Vastzetten: Gebruik UV-licht om de lijm te laten uitharden, waarbij elke tabbing lint wordt verbonden met zijn overeenkomstige zonnecel en zorgt voor direct contact met de oppervlakte roosterlijnen.
(4) Laminering: Verwarm en lamineer de zonnecel assemblage om legeringsverbindingen te vormen tussen de tabbing linten en roosterlijnen.
Deze methode verschilt van traditioneel stringen op twee hoofdpunten:
(1)Dosering: Lijm druppels verbinden de tabbing linten met de zonnecellen, waardoor een serieverbinding mogelijk is en de linten worden vastgezet voor de daaropvolgende module-inkapseling.
(2)Legeren via Laminering: Bereik ohmisch contact tijdens het lamineren.
Voordelen van deze methode zijn eenvoudige apparatuur en hoge stabiliteit. Echter, potentiële schaduwen tijdens EL-testen onder de tabbing linten en onvoldoende hechtkracht tussen de linten en zonnecellen zijn nadelen.
3.Derde Methode: Soldeer Dosering
(1) Solderen: Gebruik infraroodverwarming om het oppervlak van de soldeerlint te smelten, wat een voorlopige verbinding creëert met het oppervlak van de zonnecel en roosterlijnen.
(2) Dosering: Breng lijm druppels aan op gespecificeerde locaties op de gesoldeerde zonnecel-ribbon assemblage. Het aantal lijm druppels wordt zorgvuldig gecontroleerd om te voldoen aan de eisen van procescomplexiteit en hechtkracht. Typisch worden 3-8 rijen lijm druppels toegepast op basis van schaduwingsgebied en mechanische prestaties.
(3) Uitharding: Verstevig de lijm druppels aan de voorkant van de gesoldeerde celreeks. Verplaats de celreeks naar het volgende station, keer deze om onder gecontroleerde temperatuurcondities, en breng en verstevig lijm druppels aan op de achterkant, wat de uiteindelijke celreeks vormt.
In vergelijking met lijm bonding, deze methode omvat een voorlopige soldeer stap gevolgd door lijm applicatie voor versterking. De initiële verbinding tussen de soldeer lint en de roosterlijnen wordt vastgesteld door infrarood verwarming. Lijm wordt vervolgens aangebracht en uitgehard om de stabiliteit van de soldeer lint-celverbinding te verbeteren.
Voordelen van deze methode zijn een sterke hechting tussen de soldeer lint en de zonnecel, wat het risico op lint losraken vermindert. Echter, er is een risico op roosterbreuk tijdens het solderen, en het doseerproces vereist hoge precisie, wat het uitdagend en relatief langzaam maakt.
Door 0BB-technologie te implementeren in HJT zonnecellen kan de fotovoltaïsche industrie aanzienlijke kostenbesparingen en efficiëntieverbeteringen realiseren, wat de toekomst van zonne-energie innovatie voortstuwt.
Marktperspectieven voor 0 Busbar (0BB) Technologie
Hoewel uitdagend, kan het beheersen van 0BB-technologie aanzienlijk kosten verlagen, efficiëntie verbeteren en de kwaliteit van fotovoltaïsche cellen verbeteren, waardoor bedrijven een technologische voorsprong krijgen. De interesse in 0BB-technologie is hoog bij verschillende bedrijven.
JinkoSolar: JinkoSolar heeft recente vooruitgang geboekt in 0BB-technologie, met de voltooiing van ontwikkeling en pilot-tests, en is begonnen met toepassing op een kleine productielijn. Het bedrijf verwacht ongeveer 10% zilverpasta te besparen met 0BB-technologie. Momenteel is het verbruik van zilverpasta meer dan 90 milligram, maar naar verwachting zal dit in de toekomst dalen naar 80 milligram. JinkoSolar voorspelt dat tegen het einde van 2024 de efficiëntie van cellen op reguliere productielijnen kan oplopen tot meer dan 26,5%, met de beste productielijnen die 26,6-26,7% bereiken.
Canadian Solar: Na meer dan een jaar toegewijd onderzoek heeft Canadian Solar de voor- en nadelen van verschillende 0BB-technologie-oplossingen vergeleken en de meest geschikte benadering geïdentificeerd. Het bedrijf gelooft dat naarmate de fotovoltaïsche technologie blijft evolueren en de marktvraag verandert, 0BB-technologie waarschijnlijk mainstream zal worden in de fotovoltaïsche industrie.
Risen Energy: In 2023 heeft Risen Energy zijn eigen 0BB-celtechnologie gebruikt, samen met 210 ultradunne wafertechnologie, zuiver zilvergebruik van minder dan 7 mg/W, en stressvrije celinterconnectietechnologie om een naadloos productieproces van heterojunctie siliciumwafers tot cellen en modules op te zetten. Deze prestatie maakte het het eerste bedrijf in de industrie dat grootschalige productie van heterojunctiecellen en -modules bereikte.
Aiko Solar: Door 0BB-technologie te combineren met de hoge conversie-efficiëntie van ABC, verwacht Aiko Solar het vermogen van zijn ABC-serie producten met 5W te verhogen.
Kortom, de toepassing en ontwikkeling van 0BB-technologie op de markt gaan snel vooruit. Veel bedrijven investeren in onderzoek en proefproductie, en grootschalige productie wordt de komende jaren verwacht. Dit zal aanzienlijk bijdragen aan kostenverlaging van fotovoltaïsche modules, verbetering van de energieopwekkings-efficiëntie en verdere ontwikkeling van de fotovoltaïsche industrie.
Referentie：
0BB (Busbar-Free) Aids in the Cost Reduction Process of Photovoltaics_Technology_Equipment_Solutions. (n.d.). Copyright © 2017 Sohu.com Inc. Alle rechten voorbehouden. https://www.sohu.com/a/668618791_121123896
Wat is 0BB waar iedereen in de fotovoltaïsche industrie het over heeft? _Technologie_Cellen_Aantal. (n.d.). Copyright © 2017 Sohu.com Inc. Alle rechten voorbehouden. https://www.sohu.com/a/778403289_157504
Fotovoltaïsche bedrijven concurreren om de 0BB-technologie te implementeren: is het de beste oplossing geworden voor kostenverlaging en efficiëntieverbetering in de industrie? _ Eastmoney. (n.d.). https://finance.eastmoney.com/a/202405083070289684.html
Xiao Hu. (n.d.). Zhonglai 0BB - Busbar-Free Cell Technology. Weixin Officieel Accounts Platform. https://mp.weixin.qq.com/s/j_HRtUbtvzUE-akSn0wf4w
Misschien vind je dit ook leuk: