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设备制造商的“革新”
更多更细的主栅正是同一时期设备制造商给出的答案。厂商从新技术降低生产成本带动设备销售的角度出发,以减少银在太阳能电池工艺中的使用为目标,选择了另外一条相对“激进”但眼光更为长远的路径。
通过新的设计,主栅可直接链接到相邻电池的背面而无需搭配焊带,虽然与电池厂商的“维新”一样提高主栅的数量,但其不再局限于渐进式的从2增加到5,而是直接增加到两位数。由于主栅更密集,电流在细栅上传到的距离大大缩短,这意味着主栅和细栅都可以做的更细更薄,导电性等相对弱一些但价格更低的材料也有机会摆脱冷板凳。由于这一类技术中主栅其实更可以看作是替代了传统焊带的角色,让更多更细的焊带直接链接电池细栅,汇集电流的同时实现电池互连,在电池层面取消了传统的主栅,我们将这一类技术称之为“无主栅”(busbar-free)技术。
目前市面上出现的无主栅技术基本遵循以下设计。保留传统的第一步正面网印,在电池上制作底层的栅线,我们仍遵循传统称其为细栅。而后通过不同的方法将多条垂直于细栅的栅线覆盖在其上,形成交叉的导电网格结构,为介绍方便,我们仍旧称呼第二层栅线为主栅。主栅的材料目前多为铜线。其具体技术又各有不同,各家也有其独到的优势。
无主栅技术对比
1. Day4 Energy/Meyer Burger
最早提出无主栅概念的是加拿大电池和组件公司Day4 Energy,该公司在2008年就获得了后来被称为Day4 Electrode的专利技术。该技术对传统电池工艺的革新体现在金属化和互连两个工艺中,电池在PECVD减反射镀层后网印细栅,而后不网印主栅,而是将一层内嵌铜线的聚合物薄膜覆盖在电池正面,如图一所示。这层薄膜内嵌的铜线表面也镀有特别的低熔点金属,在随后的组件层压工艺中,层压机的压力和温度帮助铜线和网印的细栅结合在一起。这些铜线的一端汇集在一个较宽的汇流带上,在同一步层压工艺中连接在相邻电池的背面。
2011年,Day4 Energy将更名为DNA技术的电池连技术成功应用于Roth & Rau的异质结电池,并取得了19.3%的组件效率。同年总部位于瑞士的设备制造商Meyer Burger收购Roth & Rau。2012年Day4 Energy因经营不善从股票市场退市,并将其技术出售给Meyer Burger,后者将DNA技术更名为SmartWire并继续开发,并于2013年向市场发布。由于Day4 Energy前期的市场耕耘,Meyer Burger称使用该技术的组件已经在世界各地的电站项目拥有了200MW的安装量。
与传统3主栅技术相比,由于铜线的截面为圆形,制成组件后可以将有效遮光面积减少30%,同时减少电阻损失,组件总功率提高3%。由于30条主栅分布更密集,主栅和细栅之间的触电多达2660个,在硅片隐裂和微裂部位电流传导的路径更加优化,因此由于微裂造成的损失被大大减小,产线的产量可提高1%。更为重要的是由于主栅材料采用铜线,电池的银材料用量可以减少80%。 |