Мощный фемтосекундный лазер эффективно улучшает формирование рисунка большой площади BC-клеток для недорогого массового производства

В последние годы исследования и разработки в области аккумуляторных технологий были в центре внимания развития фотоэлектрической промышленности, чтобы добиться более высокой эффективности преобразования батарей, технология батарей BC, как нынешняя фотоэлектрическая промышленность, технологический маршрут, вызывающий большую озабоченность, считается ближайшие 3-5 лет кристаллических кремниевых батарей, новые основные продукты. В последнее время на рынке продолжается серия горячих дискуссий и дебатов по поводу концепции батареи BC.

Стоит отметить, что, несмотря на значительные преимущества аккумуляторной технологии BC, ее технические трудности и стоимость оборудования по-прежнему остаются нашими актуальными проблемами. Для батарей BC требуются 2-3 лазерные процессы на каждую производственную линию ГВт, а общая стоимость оборудования составляет 60-70 миллионов юаней. В этом контексте особенно заметна важность основного процесса аккумуляторной батареи BC – лазерной графической обработки. Благодаря своим превосходным характеристикам лазерная технология будет использоваться в различных технологиях реализации структуры батареи BC. Интеграция фемтосекундного/пикосекундного лазера и технологии ячеек BC станет новым витком возможностей разработки лазерного оборудования для фотоэлектрических элементов.
Каковы преимущества клеток BC на вершине пирамиды?
Технология BC еще в 1975 году ученые выдвинули эту концепцию, и за 48 лет развитие было относительно медленным, в основном из-за структуры солнечных элементов, используемая в процессе фотолитографии, стоимость которой очень высока, что привело к популяризации приложения ограничено. Так называемая батарея BC, то есть батарея Back Contact (задний контакт), является нынешним общим термином для всех типов структуры заднего контакта солнечных элементов из кристаллического кремния. В основном включает в себя IBC, HBC, TBC, ABC, HPBC и так далее.
изображение.png
Источник: Пиксабей
Принцип ячейки BC заключается в том, что на ее поверхности нет линии сетки, а положительные и отрицательные электроды расположены на задней стороне ячейки крест-накрест, что снижает потери затенения, вызванные линией сетки электродов, и максимизирует использование солнечного света.
Три преимущества конструкции батареи BC
01 Высокая эффективность, большие возможности для совершенствования
PN-переход и электродные сетки на передней стороне ячейки переносятся на заднюю сторону ячейки, что уменьшает 3-5% блокировку падающего света электродными сетками, а материал передней стороны может лучше выполнять светопоглощение и пассивация для повышения общей эффективности фотоэлектрического преобразования;
02 Чистый внешний вид, улучшение эстетики
Отсутствие линий сетки на передней стороне батареи, чистый внешний вид, улучшение эстетики, дифференциация продукта, применимость к распределенным фотоэлектрическим сценариям; дальнейшее улучшение структуры задней стороны для повышения двусторонней скорости также применимо к основным крупным электростанциям, рынок широк.
03 Хорошая универсальность, повышение эффективности и снижение затрат
Технологическая платформа BC обладает хорошей универсальностью и может комбинироваться с различными системами материалов (PERC, TOPCON, HJT, многоярусными элементами и т. д.) для постоянного повышения эффективности и снижения затрат.
Благодаря этим трем преимуществам компоненты BC недавно заняли первое место в отрасли по сравнению эффективности компонентов - рейтинг Taiyang News с максимальной эффективностью 24%; массовое производство отечественных аккумуляторных модулей BC с 2022 года, производственная мощность составляет 40 ГВт +, вот-вот вступит в период быстрого роста. Благодаря тому, что ведущие производители продвигают массовое производство, зрелость отраслевой цепочки вверх и вниз по течению растет, все больше и больше производителей TOPCON и HJT будут включены в научно-исследовательскую и пилотную программу BC Technology, направление ветра в отрасли ясно.
Хотя батареи BC занимают вершину технологической пирамиды, но за ней стоит большая сложная высокоточная графика, поскольку ядро ​​процесса порога и высокая стоимость в определенной степени ограничивают популярность этой технологии. Процесс лазерной графической обработки в настоящее время является наиболее экономичным методом обработки, а это также означает, что технология лазерной обработки станет крупнейшим выгодоприобретателем на пути к реализации процесса массового производства батарей BC.
Требования и проблемы лазерной технологии для батарей постоянного тока
Основная причина, по которой процесс создания батареи BC не получил популяризации, заключается в том, что этот процесс более сложен, ключ лежит в локальном легировании задней части батареи и металлических электродах. Благодаря быстрому развитию лазерной технологии люди также могут увидеть ее потенциал в промышленной обработке. Благодаря таким преимуществам, как точность, скорость, бесконтактность и хороший эффект терморегулирования, лазер стал основным технологическим средством процесса производства аккумуляторов BC.
В настоящее время основная система материалов TOPCON поли-Si ＼ HJT a-Si требует многократного графического травления заднего многослойного слоя нм-пленки при изготовлении структуры ячейки BC и, следовательно, требует процесса обработки с точностью травления на уровне нм и контроль термодиффузии, точность графического управления на уровне мкм и время обработки одного чипа второго уровня (время обработки в основном обратно пропорционально размеру пятна и частоте лазера).
Батарея BC в основе пяти основных требований оборудования для лазерной обработки
01 Большой размер пятна
Большой размер пятна требует мощной энергии лазерного импульса;
02 Высокая скорость сканирования
Быстрая скорость сканирования, необходимость использования высокой частоты импульсов, общая мощность лазера;
03 Хорошая однородность пятна
Хорошая однородность пятна, необходимость улучшения качества лазерного света и обеспечения высокой точности системы оптического пути;
04 Низкое термическое воздействие и повреждение
Высокая точность, низкий уровень повреждений и низкое тепловое воздействие требуют сверхкоротких лазерных импульсов и сверхвысокой пиковой мощности;
05 Стоимость и обновление
Низкая стоимость и скорость итерации обновления, требующие высокой скорости локализации лазеров.
Пункты 1 и 2 выше указывают на высокую мощность и высокую производительность, пункты 3 и 4 указывают на высокую точность и высокую производительность, а пункт 5 обеспечивает эффективность разработки и эксплуатации всей технологии. Согласно первому принципу, ядром лазерного технологического оборудования является лазер, с которым могут встретиться только независимые исследования и разработки, технологии и экономичный мощный лазер.
Сверхбыстрый лазер с аккумулятором BC для эффективного травления открытой пленки
Сверхбыстрый лазер относится к типу лазера, ширина выходного импульса которого составляет менее 10-12 с, включая пикосекунду, фемтосекунду и аттосекунду. Первые фотоэлектрические специалисты пытались использовать наносекундную (10-9 с) лазерную обработку, использование накопления тепла от лазерной энергии для плавления материала, длительность импульса большая, но из-за образования теплопроводности в материале, Край обрабатываемого материала подвергается сильному термическому воздействию и подвержен образованию остатков, мусора, микротрещин и других повреждений, что не может удовлетворить потребности процесса массового производства батареи BC. Поэтому этот процесс не получил массового продвижения. Однако, согласно исследованию автора, есть компании, которые предложили новые решения и добились определенных результатов, и считается, что в ближайшем будущем эти программы могут применяться повсеместно.