Το λέιζερ Femtosecond υψηλής ισχύος ενισχύει αποτελεσματικά το μοτίβο μεγάλης περιοχής των κυττάρων π.Χ. για μαζική παραγωγή χαμηλού κόστους

Τα τελευταία χρόνια, η έρευνα και ανάπτυξη της τεχνολογίας μπαταριών έχει αποτελέσει το επίκεντρο της ανάπτυξης της βιομηχανίας φωτοβολταϊκών, προκειμένου να επιδιωχθεί υψηλότερη απόδοση μετατροπής μπαταριών, η τεχνολογία μπαταριών BC, καθώς η τρέχουσα βιομηχανία φωτοβολταϊκών, η τεχνολογική διαδρομή που προκαλεί μεγάλη ανησυχία, θεωρείται τα επόμενα 3-5 χρόνια μπαταριών κρυσταλλικού πυριτίου, τα νέα κύρια προϊόντα. Πρόσφατα, μια σειρά από καυτές συζητήσεις και συζητήσεις στην αγορά, η ιδέα της μπαταρίας BC συνεχίζει να θερμαίνεται.

Αξίζει να σημειωθεί ότι παρά τα σημαντικά πλεονεκτήματα της τεχνολογίας μπαταριών BC, οι τεχνικές δυσκολίες και το κόστος εξοπλισμού εξακολουθούν να είναι οι τρέχουσες προκλήσεις μας. Οι μπαταρίες BC απαιτούν 2-3 διεργασίες λέιζερ ανά γραμμή παραγωγής GW και η συνολική αξία του εξοπλισμού είναι 60-70 εκατομμύρια RMB. Σε αυτό το πλαίσιο, η σημασία της βασικής διαδικασίας της BC μπαταρίας - επεξεργασίας γραφικών λέιζερ είναι ιδιαίτερα έντονη. Λόγω της εξαιρετικής απόδοσής της, η τεχνολογία λέιζερ θα εμπλέκεται σε διάφορες τεχνολογίες υλοποίησης δομής της μπαταρίας BC. Η ενσωμάτωση του λέιζερ femtosecond/picosecond και της τεχνολογίας κυψελών BC θα γίνει ένας νέος γύρος ευκαιριών ανάπτυξης εξοπλισμού λέιζερ φωτοβολταϊκών κυψελών.
Ποια είναι τα πλεονεκτήματα του κυττάρου BC στην κορυφή της πυραμίδας;
π.Χ. τεχνολογία ήδη από το 1975, οι επιστήμονες έχουν προτείνει αυτή την ιδέα, και στα 48 χρόνια, η ανάπτυξη ήταν σχετικά αργή, κυρίως λόγω της δομής των ηλιακών κυττάρων της διαδικασίας φωτολιθογραφίας που χρησιμοποιείται στο κόστος είναι πολύ υψηλό, με αποτέλεσμα τη διάδοση της εφαρμογής είναι περιορισμένη. Η λεγόμενη μπαταρία BC, δηλαδή η μπαταρία Back Contact (back contact), είναι ο τρέχων γενικός όρος για όλους τους τύπους δομών οπίσθιας επαφής ηλιακών κυψελών κρυσταλλικού πυριτίου. Περιλαμβάνει κυρίως IBC, HBC, TBC, ABC, HPBC και ούτω καθεξής.
image.png
Πηγή: pixabay
Η αρχή της κυψέλης BC είναι ότι δεν υπάρχει γραμμή πλέγματος στην επιφάνειά της και τα θετικά και αρνητικά ηλεκτρόδια προετοιμάζονται στο πίσω μέρος της κυψέλης με διασταυρούμενο τρόπο, μειώνοντας έτσι την απώλεια σκίασης που προκαλείται από τη γραμμή πλέγματος ηλεκτροδίων και μεγιστοποιώντας τη χρήση του ηλιακού φωτός.
Τρία πλεονεκτήματα της δομής της μπαταρίας BC
01 Υψηλή απόδοση, μεγάλο περιθώριο βελτίωσης
Η σύνδεση PN και τα πλέγματα ηλεκτροδίων στην μπροστινή πλευρά της κυψέλης μεταφέρονται στην πίσω πλευρά της κυψέλης, γεγονός που μειώνει το 3-5% της απόφραξης του προσπίπτοντος φωτός από τα πλέγματα ηλεκτροδίων και το υλικό της μπροστινής πλευράς μπορεί να εκτελέσει καλύτερα την απόδοση απορρόφησης φωτός και παθητικοποίησης για τη βελτίωση της συνολικής απόδοσης φωτοηλεκτρικής μετατροπής.
02 Καθαρή εμφάνιση, ενισχύουν την αισθητική
Χωρίς γραμμές πλέγματος στην μπροστινή πλευρά της μπαταρίας, καθαρή εμφάνιση, βελτίωση της αισθητικής, διαφοροποίηση προϊόντων, που εφαρμόζεται σε σενάρια κατανεμημένων φωτοβολταϊκών. Περαιτέρω βελτίωση της δομής της πίσω πλευράς για την ενίσχυση του ρυθμού διπλής όψης ισχύει επίσης για τους κεντρικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής μεγάλης κλίμακας, η αγορά είναι ευρεία.
03 Καλή ευελιξία, βελτίωση της αποδοτικότητας και μείωση του κόστους
Η τεχνολογική πλατφόρμα BC έχει καλή ευελιξία και μπορεί να συνδυαστεί με διάφορα συστήματα υλικών (PERC, TOPCON, HJT, στοιβαγμένες κυψέλες κ.λπ.) για συνεχή βελτίωση της απόδοσης και μείωση του κόστους.
Με αυτά τα τρία πλεονεκτήματα, τα εξαρτήματα BC κατέλαβαν πρόσφατα την κύρια πλατφόρμα σύγκρισης απόδοσης εξαρτημάτων του κλάδου - την κορυφαία κατάταξη Taiyang News, με μέγιστη απόδοση 24%. εγχώρια μονάδα μπαταρίας π.Χ. μαζική παραγωγή από το 2022, υπάρχουν 40GW + ικανότητα παραγωγής, πρόκειται να εισέλθει σε μια περίοδο ταχείας ανάπτυξης. Με τους κορυφαίους κατασκευαστές να προωθούν τη μαζική παραγωγή, η βιομηχανική αλυσίδα ανάντη και κατάντη ωριμότητας αυξάνεται, υπάρχουν όλο και περισσότεροι κατασκευαστές αντοχής TOPCON και HJT που θα συμπεριληφθούν στην τεχνολογία Ε & Α και πιλοτικού προγράμματος BC, η κατεύθυνση του ανέμου της βιομηχανίας είναι σαφής.
Αν και οι μπαταρίες BC καταλαμβάνουν την κορυφή της τεχνολογικής πυραμίδας, αλλά το πίσω μεγάλο σύνθετο γραφικό υψηλής ακρίβειας ως πυρήνας του κατωφλίου της διαδικασίας και το υψηλό κόστος περιορίζουν σε κάποιο βαθμό τη δημοτικότητα αυτής της τεχνολογίας. Η διαδικασία επεξεργασίας γραφικών λέιζερ είναι η πιο οικονομική μέθοδος επεξεργασίας στις μέρες μας, πράγμα που σημαίνει επίσης ότι η τεχνολογία επεξεργασίας λέιζερ θα γίνει ο μεγαλύτερος ωφελούμενος στον δρόμο για την υλοποίηση της διαδικασίας μαζικής παραγωγής μπαταριών BC.
Απαιτήσεις και προκλήσεις της τεχνολογίας λέιζερ για μπαταρίες BC
Ο κύριος λόγος για τον οποίο η διαδικασία της μπαταρίας BC δεν έχει διαδοθεί είναι ότι η διαδικασία είναι πιο περίπλοκη, το κλειδί βρίσκεται στο πίσω μέρος της μπαταρίας τοπικό ντόπινγκ και μεταλλικά ηλεκτρόδια. Με την ταχεία ανάπτυξη της τεχνολογίας λέιζερ αφήστε επίσης τους ανθρώπους να δουν τις δυνατότητές της στη βιομηχανική επεξεργασία. Με τα πλεονεκτήματα της ακρίβειας, της ταχύτητας, της μηδενικής επαφής και του καλού αποτελέσματος θερμικού ελέγχου, το λέιζερ έχει γίνει το κύριο μέσο διεργασίας της διαδικασίας μπαταρίας BC.
Προς το παρόν, το κύριο σύστημα υλικού TOPCON poly-Si ＼ HJT a-Si απαιτεί πολλαπλές γραφικές επεξεργασίες χάραξης του στρώματος φιλμ πολλαπλών στρώσεων nm πίσω πλευράς για την κατασκευή της δομής κυψελών BC, και επομένως απαιτεί μια διαδικασία επεξεργασίας με ακρίβεια χάραξης σε επίπεδο nm και Έλεγχος θερμικής διάχυσης, ακρίβεια γραφικού ελέγχου σε επίπεδο um και χρόνος επεξεργασίας ενός τσιπ δεύτερου επιπέδου (ο χρόνος επεξεργασίας είναι κυρίως αντιστρόφως ανάλογος με το μέγεθος του σημείου, τη συχνότητα λέιζερ).
BC μπαταρία στον πυρήνα των πέντε βασικών απαιτήσεων του εξοπλισμού επεξεργασίας λέιζερ
01 Μεγάλο μέγεθος σποτ
Το μεγάλο μέγεθος κηλίδας απαιτεί ισχυρή ενέργεια παλμού λέιζερ.
02 Γρήγορη ταχύτητα σάρωσης
Γρήγορη ταχύτητα σάρωσης, ανάγκη χρήσης υψηλής συχνότητας παλμών, συνολική ισχύς του λέιζερ.
03 Καλή ομοιομορφία σημείου
Καλή ομοιομορφία σημείου, ανάγκη βελτίωσης της ποιότητας του φωτός λέιζερ και διασφάλισης ότι το σύστημα οπτικής διαδρομής είναι εξαιρετικά ακριβές.
04 Χαμηλή θερμική πρόσκρουση και ζημιά
Η υψηλή ακρίβεια, η χαμηλή ζημιά και η χαμηλή θερμική πρόσκρουση απαιτούν εξαιρετικά σύντομους παλμούς λέιζερ και εξαιρετικά υψηλή ισχύ αιχμής.
05 Κόστος και αναβάθμιση
Χαμηλό κόστος και ταχύτητα επανάληψης αναβάθμισης, που απαιτεί υψηλό ρυθμό εντοπισμού λέιζερ.
Τα σημεία 1 και 2 παραπάνω δείχνουν υψηλή ισχύ και υψηλή παραγωγικότητα, τα σημεία 3 και 4 δείχνουν υψηλή ακρίβεια και υψηλή απόδοση και το σημείο 5 διασφαλίζει την ανάπτυξη και την αποδοτικότητα λειτουργίας ολόκληρης της τεχνολογίας. Από την πρώτη αρχή, ο πυρήνας του εξοπλισμού διεργασίας λέιζερ είναι το λέιζερ, μόνο ανεξάρτητη έρευνα και ανάπτυξη, τεχνολογία και λέιζερ υψηλής ισχύος με ελεγχόμενο κόστος.
Εξαιρετικά γρήγορο λέιζερ στην ανοιχτή μεμβράνη χάραξης της μπαταρίας BC
Το εξαιρετικά γρήγορο λέιζερ αναφέρεται στον τύπο λέιζερ του οποίου το πλάτος παλμού εξόδου είναι κάτω από 10-12s, συμπεριλαμβανομένων των picosecond, femtosecond και attosecond. Το πρώιμο προσωπικό των φωτοβολταϊκών προσπάθησε να χρησιμοποιήσει επεξεργασία λέιζερ νανοδευτερόλεπτου (10-9), τη χρήση συσσώρευσης θερμότητας λέιζερ για την τήξη του υλικού, η διάρκεια του παλμού είναι μεγάλη, αλλά λόγω της δημιουργίας αγωγιμότητας συσσώρευσης θερμότητας στο υλικό, η Η άκρη του επεξεργασμένου υλικού έχει μεγάλο θερμικό αντίκτυπο και είναι επιρρεπής σε υπολείμματα, συντρίμμια, μικρορωγμές και άλλες ζημιές, που δεν είναι σε θέση να καλύψει τις ανάγκες της διαδικασίας μαζικής παραγωγής της μπαταρίας BC. Ως εκ τούτου, αυτή η διαδικασία δεν έχει προωθηθεί μαζικά. Ωστόσο, σύμφωνα με την έρευνα του συγγραφέα, υπάρχουν εταιρείες που έχουν προτείνει νέες λύσεις και έχουν επιτύχει ορισμένα αποτελέσματα και πιστεύεται ότι στο εγγύς μέλλον, αυτά τα προγράμματα μπορούν να εφαρμοστούν καθολικά.