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0BB无主栅技术在IBC电池中的应用及封装测试
日期:2024-10-24
传统晶体硅太阳电池的正面金属电极会造成光学损失,减少正面金属电极覆盖面积可以提高效率。背接触太阳电池(IBC)将电极置于背面,提高光电转换效率。降低太阳电池组件成本是行业发展的重要方向,其中银浆成本占非硅成本的比例较高。0BB无主栅技术通过减少银浆使用量来降低成本,同时提升组件性能。
0BB无主栅技术
无主栅技术的优势在于降低银浆成本,减少遮光损失,缩短电流传输路径,降低串联电阻,提升组件功率。其发展历程包括从3BB-5BB到多主栅(MBB)和超级多主栅(SMBB)技术,无主栅技术采用铜焊丝取代传统主栅线,实现电流汇集和电池互联。
IBC电池无主栅互联示意图
无主栅技术通过减少或消除正面主栅,增加受光面积,减少电阻损耗,提高光电转换效率。无主栅太阳电池使用焊带作为正面主栅,连接到背面副栅。
无主栅IBC光伏组件的封装工艺
IBC光伏组件封装结构
常规工艺:采用双层复合膜(POE+PET)与铜丝复合形成导电带,经太阳电池焊接、组装、层压、削边装框等流程封装 IBC 光伏组件,但存在太阳电池弯曲、焊接不良、接触不良、界面分层开裂等问题。
工艺改进:采用单层复合膜(聚烯烃或乙烯 - 醋酸乙烯共聚物)替换双层复合膜,并引入一体膜,避免了太阳电池弯曲和焊接不良问题,且在TC 老化试验中不会产生分层现象。
IBC 光伏组件稳定性TC测试
热循环试验
测试对象:常规工艺和改进工艺的无主栅 IBC 光伏组件
测试条件:
在 1h 内将温度由 25°C 均速降低至 -40°C。然后保温 15min。
再在 3h 内由 -40°C 均速升温至 85°C。然后保温 15min。
最后在 2h 内由 85°C 均速降温至 25°C。试验共进行 400 次。
TC老化试验后,对两种工艺无主栅IBC光伏组件进行EL测试
常规工艺下的EL图像
随着TC老化试验的进行,达到200次后,常规工艺的无主栅IBC光伏组件的EL图像出现了明显的边缘发黑现象。这可能是由于双层复合膜中的PET膜在层压过程中无法熔化,导致产生了两个界面,在热循环老化过程中,弹性形变首先从边缘开始,且变形量不一致,使铜丝与太阳电池的副栅之间出现接触不良。
改进工艺下的EL图像
采用单层复合膜工艺避免了热压引起的IBC太阳电池的弯曲现象和焊接不良问题。单层复合膜在层压过程中熔化后与背面封装胶膜发生交联反应,形成稳固的封装体,在TC中不会产生分层现象。
在TC老化试验后,改进工艺的无主栅IBC光伏组件的EL图像仍保持良好的效果,没有出现明显的发黑或其他不良现象。
改进工艺通过优化工艺流程,显著提高了无主栅IBC光伏组件的可靠性和性能,减少了TC老化试验后的不良现象。改进工艺的无主栅IBC光伏组件在热循环老化试验后表现出更好的EL图像效果,具有更高的光电转换效率和更长的使用寿命。
联系电话:400 008 6690
美能热循环环境试验箱,可以验证评估太阳能电池/组件的可靠性和稳定性,并通过热疲劳诱导失效模式,早期识别制造缺陷。
满足标准:IEC61215-MQT11(热循环试验);IEC61730-MST51(温度循环试验)
升降温速率:-40℃~+85℃,线性0~3.3℃/min可调
平均耗电量:≤100 KW·h(TC200单个循环耗电量)
温度范围:-50℃ ~ +150℃
通过热循环测试的对比分析,证实了改进工艺在提高无主栅IBC光伏组件的可靠性和性能方面的优势,为光伏组件的封装技术发展提供了有益的指导。美能热循环环境试验箱可以模拟快速的温度变化,研究人员能够更准确地评估无主栅IBC光伏组件在经过改进工艺后的性能提升和可靠性改进。
原文出处:DOI:10.19911/j.1003-0417.tyn20230628.01,应用于IBC光伏组件的无主栅技术及封装材料研究