Laser Femtosecond Berkekuatan Tinggi Secara Efisien Meningkatkan Pola Area Luas Sel BC Untuk Produksi Massal Berbiaya Rendah

Dalam beberapa tahun terakhir, penelitian dan pengembangan teknologi baterai telah menjadi fokus pengembangan industri fotovoltaik, untuk mencapai efisiensi konversi baterai yang lebih tinggi, teknologi baterai BC sebagai industri fotovoltaik saat ini, jalur teknologi yang menjadi perhatian besar, dianggap sebagai baterai silikon kristalin 3-5 tahun ke depan, produk utama baru. Baru-baru ini, serangkaian diskusi dan perdebatan hangat di pasar, konsep baterai BC terus memanas.

Perlu dicatat bahwa meskipun teknologi baterai BC memiliki keunggulan signifikan, kesulitan teknis dan biaya peralatan masih menjadi tantangan kami saat ini. Baterai BC memerlukan 2-3 proses laser per lini produksi GW, dan total nilai peralatannya adalah 60-70 juta RMB. Dalam konteks ini, pentingnya proses inti baterai BC - pemrosesan grafis laser sangat menonjol. Berdasarkan kinerjanya yang luar biasa, teknologi laser akan terlibat dalam berbagai teknologi realisasi struktur baterai BC. Integrasi laser femtosecond / picosecond dan teknologi sel BC akan menjadi babak baru peluang pengembangan peralatan laser sel fotovoltaik.
Apa kelebihan sel BC di ujung piramida?
Teknologi SM pada awal tahun 1975, para ilmuwan telah mengemukakan konsep ini, dan dalam 48 tahun, perkembangannya relatif lambat, terutama karena struktur sel surya dari proses fotolitografi yang digunakan dalam biaya yang sangat tinggi, sehingga mempopulerkan aplikasinya terbatas. Yang disebut baterai BC, yaitu baterai Kontak Belakang (kontak belakang), adalah istilah umum saat ini untuk semua jenis struktur kontak belakang sel surya silikon kristal. Terutama mencakup IBC, HBC, TBC, ABC, HPBC dan sebagainya.
gambar.png
Sumber: pixabay
Prinsip sel BC adalah tidak ada garis kisi pada permukaannya, dan elektroda positif dan negatif dipasang di bagian belakang sel secara bersilangan, sehingga mengurangi kehilangan bayangan yang disebabkan oleh garis kisi elektroda dan memaksimalkan penggunaan sinar matahari.
Tiga keunggulan struktur baterai BC
01 Efisiensi tinggi, ruang besar untuk perbaikan
Persimpangan PN dan kisi-kisi elektroda di sisi depan sel dipindahkan ke sisi belakang sel, sehingga mengurangi 3-5% penyumbatan cahaya yang terjadi oleh kisi-kisi elektroda, dan material sisi depan dapat melakukan kinerja lebih baik kinerja penyerapan dan pasivasi cahaya untuk meningkatkan efisiensi konversi fotolistrik secara keseluruhan;
02 Penampilan murni, meningkatkan estetika
Tidak ada garis kisi di sisi depan baterai, tampilan murni, meningkatkan estetika, diferensiasi produk, berlaku untuk skenario PV terdistribusi; lebih meningkatkan struktur sisi belakang untuk meningkatkan tingkat bifacial juga berlaku untuk pembangkit listrik skala besar arus utama, pasarnya luas.
03 Fleksibilitas yang baik, meningkatkan efisiensi dan mengurangi biaya
Platform teknologi BC memiliki keserbagunaan yang baik dan dapat dikombinasikan dengan berbagai sistem material (PERC, TOPCON, HJT, sel bertumpuk, dll.) untuk terus meningkatkan efisiensi dan mengurangi biaya.
Dengan tiga keunggulan ini, komponen BC baru-baru ini menduduki platform perbandingan efisiensi komponen utama industri - Taiyang News menduduki peringkat teratas, dengan efisiensi maksimum 24%; Produksi massal modul baterai BC dalam negeri mulai tahun 2022, dengan kapasitas produksi 40GW+, akan memasuki periode pertumbuhan pesat. Dengan produsen terkemuka untuk mempromosikan produksi massal, kematangan rantai industri hulu dan hilir meningkat, semakin banyak produsen kekuatan TOPCON dan HJT akan dimasukkan dalam penelitian dan pengembangan dan program percontohan teknologi BC, arah angin industri jelas.
Meskipun baterai BC telah menempati puncak piramida teknologi, namun bagian belakangnya yang besar, grafis presisi tinggi yang kompleks sebagai inti dari ambang batas proses dan biaya tinggi sampai batas tertentu membatasi popularitas teknologi ini. Proses pemrosesan grafis laser merupakan metode pemrosesan yang paling ekonomis saat ini, yang juga berarti bahwa teknologi pemrosesan laser akan menjadi penerima manfaat terbesar dalam mewujudkan proses produksi massal baterai BC.
Persyaratan dan Tantangan Teknologi Laser untuk Baterai BC
Alasan utama mengapa proses baterai BC belum dipopulerkan adalah karena prosesnya lebih kompleks, kuncinya terletak pada doping lokal baterai dan elektroda logam di bagian belakang baterai. Dengan pesatnya perkembangan teknologi laser juga membuat masyarakat melihat potensinya dalam pengolahan industri. Dengan keunggulan presisi, kecepatan, kontak nol, dan efek kontrol termal yang baik, laser telah menjadi sarana proses utama dalam proses baterai BC.
Saat ini, sistem material utama TOPCON poli-Si ＼ HJT a-Si memerlukan beberapa perlakuan etsa grafis dari lapisan film nm multilayer bagian belakang dalam pembuatan struktur sel BC, dan dengan demikian memerlukan proses pemrosesan dengan akurasi etsa tingkat nm dan kontrol difusi termal, akurasi kontrol grafis tingkat um, dan waktu pemrosesan chip tunggal tingkat kedua (waktu pemrosesan terutama berbanding terbalik dengan ukuran titik, frekuensi laser).
Baterai BC merupakan inti dari lima persyaratan utama peralatan pemrosesan laser
01 Ukuran titik besar
Ukuran titik yang besar memerlukan energi pulsa laser yang kuat;
02 Kecepatan pemindaian cepat
Kecepatan pemindaian cepat, kebutuhan untuk menggunakan frekuensi pulsa tinggi, kekuatan total laser;
03 Keseragaman titik yang bagus
Keseragaman titik yang baik, perlu meningkatkan kualitas sinar laser, dan untuk memastikan bahwa sistem jalur optik sangat akurat;
04 Dampak dan kerusakan termal rendah
Presisi tinggi, kerusakan rendah, dan dampak termal rendah memerlukan pulsa laser ultra-pendek dan daya puncak ultra-tinggi;
05 Biaya dan Peningkatan
Biaya rendah dan tingkatkan kecepatan iterasi, memerlukan tingkat lokalisasi laser yang tinggi.
Poin 1 dan 2 di atas menunjukkan daya tinggi dan produktivitas tinggi, poin 3 dan 4 menunjukkan presisi tinggi dan kinerja tinggi, dan poin 5 memastikan pengembangan dan efisiensi pengoperasian seluruh teknologi. Dari prinsip pertama, inti dari peralatan proses laser adalah laser, hanya penelitian dan pengembangan independen, teknologi, dan laser berdaya tinggi yang dapat dikendalikan dengan biaya yang dapat memenuhi.
Laser ultra-cepat pada film terbuka pengetsaan baterai BC yang efisien
Laser ultra-cepat mengacu pada jenis laser yang lebar pulsa keluarannya di bawah 10-12s, termasuk pikodetik, femtodetik, dan attodetik. Personel fotovoltaik awal mencoba menggunakan pemrosesan laser nanodetik (10-9s), penggunaan penumpukan panas energi laser untuk melelehkan material, durasi pulsanya lama, namun karena timbulnya konduksi penumpukan panas pada material, maka tepi bahan yang diproses memiliki dampak termal yang besar, dan rentan terhadap residu, serpihan, retakan mikro, dan kerusakan lainnya, sehingga tidak mampu memenuhi kebutuhan proses produksi massal baterai BC. Oleh karena itu proses ini belum dipromosikan secara besar-besaran. Namun menurut penelitian penulis, ada perusahaan yang telah mengusulkan solusi baru dan mencapai hasil tertentu, dan diyakini dalam waktu dekat, program tersebut dapat diterapkan secara universal.