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Solarzellen: Analyse von Größe, Verfahren und Technologie

14. September 2021

Solarzellen: Größe

Der Kern der Photovoltaik-Solarzellen Solarzellen, unterteilt in monokristalline Solarzellen und polykristalline Solarzellen, wegen der Effizienz Engpässe, polykristalline Solarzellen Marktanteil wird immer weniger, die aktuelle monokristalline Solarzellen für den Mainstream des Marktes.

1. monokristalline Zellen große Größe hat sich der Mainstream des Marktes, vor 2018 125mm 156,75mm auslaufen, jetzt im Grunde ausgestorben, die aktuelle Mainstream-Größe zu 158,75mm (G1) 166mm (M6) 182mm (M8) 210mm (G2) hauptsächlich.

2. Solarzellen nach dem Druck Bildschirm Schleifen hat 5bb 6bb 9bb 10bb 11bb 12bb 13bb. Version der allgemeinen Hälfte Zellen Bildschirm Muster, 210mm (G2) 2 Minuten halbe Stück und 3 Minuten Stück koexistieren.

Solarzelle Größe Zukunftstrends: von Photovoltaik-Solarenergie Behörde Marktprognose 158,75mm (G1) 166mm (M6) mit dem Fortschritt der Zeit und Technologie, wird auslaufen, die Zukunft zu 182mm (M8) 210mm (G2) als Mainstream.

Solarzellen: Produktionsverfahren

Solarzellenproduktion Mainstream-Prozess hat derzeit Perc N Topcon N HIT, Perc Dicke 170-180um Prozess Mainstream-Wirkungsgrad 22,8%, entsprechend 158,75mm 5,7W/Stk 166mm 6,2W/Stk 182mm 7,5W/Stk 210mm 10,1W/Stk.

N Topcon und N HIT Dicke 120-160um Prozess Mainstream-Effizienz von 23,8%, entsprechend 158,75mm 6,0W/Stk 166mm 6,55W/Stk 182mm 7,85W/Stk 210mm 10,5W/Stk

Solarzellen: Technische Analyse

Volldiffusions-Backfield-Passivierungsstruktur-Solarzelle, üblicherweise P-N-Übergang auf der Vorderseite, mit Volldiffusions-Backfield auf der Rückseite

Die einfachste Struktur, die früheste Anwendung von N-Typ-Solarzellen

Doppelseitige Struktur, 80-95% bifacialer Anteil, Silber-Aluminium-Gitterdraht auf der Vorderseite, Silber-Aluminium-Gitterdraht auf der Rückseite

Kein Wettbewerbsvorteil gegenüber PERC in Bezug auf Effizienz und Kosten der Massenproduktion

TOPCON-Solarzelle (Tunnelling Oxide Passivation Contact), bei der eine sehr dünne Siliziumoxidschicht auf der Rückseite eines N-Typ-Wafers aufgebracht wird, gefolgt von einer Schicht aus stark dotiertem polykristallinem Silizium, um eine Tunnelpassivierung auf der Rückseite zu erreichen und die Leerlaufspannung zu erhöhen

Derzeitiger Wirkungsgrad von Solarzellen aus der Massenproduktion von über 24 %, mit einer etwas niedrigeren Bifazialrate im Vergleich zu PERT

PERC-Produktionslinie kann in Zukunft auf TOPCON aufgerüstet werden

Heteroübergang auf N-Typ-Siliziumsubstrat mit amorphem Silizium als Passivierungsschicht; Heteroübergang ermöglicht höhere Leerlaufspannungen mit einer zusätzlichen transparenten leitenden Schicht.

Erfordert Niedertemperatur-Silberpaste, 200°C, und ermöglicht dünnere N-Typ-Wafer zur Kostensenkung.

Massenproduktion Solarzelle Wirkungsgrad von etwa 24%, hohe offene Spannung macht die Macht Temperaturkoeffizient Wert niedrig, etwa 0,28%/°C, doppelseitige Rate von mehr als 90%.

Hohe Kosten für Ausrüstung und Materialien, hoher technischer Aufwand

N HJT Vorteile Einfacher Herstellungsprozess, höchste Energieumwandlungsrate Enormes Potenzial für Wirkungsgradverbesserung, Prozess geeignet für die Herstellung dünner Wafer (100-160um) Deutliche Reduzierung der Materialkosten auf Siliziumbasis, praktisch keine Leistungsverschlechterung Hohe bifaciale Rate. Nachteilig sind die hohen Anfangsinvestitionen in die Ausrüstung und die technischen Schwierigkeiten. Da jedoch die Technologie fortschreitet und die Entwicklung der Ausrüstung voranschreitet, werden die Kosten gleich oder niedriger als beim Perc-Verfahren sein, und das Marktentwicklungspotenzial ist enorm.

Differential-Finger-Solarzellen mit Rückseitenkontakt ohne Gitterlinienabschattung auf der Vorderseite zur Erhöhung des Stroms.

Kann mit Heteroübergängen mit Passivierungsschichten aus amorphem Silizium oder mit Tunneln durch Passivierungsschichten kombiniert werden, um HBC-strukturierte Solarzellen zu bilden.

Komplexe Solarzellenstrukturen führen zu komplizierten Produktionsprozessen und hohen Kosten.

Analyse des Effizienzpotenzials von PERC-Solarzellen.

Perc Prozess ist der aktuelle Markt Mainstream, der Vorteil ist die Technologie ist ausgereift, niedrige Kosten, der Nachteil ist der Wirkungsgrad Umwandlungssatz und dann die Schwierigkeit zu verbessern, Macht Verfall (in Komponenten nach dem ersten Jahr weniger als 3%, nach 0,5% pro Jahr), innerhalb von 1 Jahr PERC Solarzelle Massenproduktion Effizienz wird voraussichtlich auf 23,5% zu erhöhen.

Theoretisch soll der Wirkungsgrad von PERC-Solardrähten auf 24 % steigen, aber die technischen Schwierigkeiten und die Kosten für eine weitere Aufrüstung, nachdem der Wirkungsgrad 23,5 % erreicht hat, sind erheblich gestiegen.

Solarzellen: zukünftige Technologietrends

Der Wirkungsgrad von N-Topcon- und Heterojunction-Solarzellen hat sich in letzter Zeit stetig verbessert, wobei fortschrittliche Produktionslinien inzwischen Wirkungsgrade von über 24 % erreichen können. In den nächsten zwei Jahren, wenn sich der Wirkungsgrad weiter verbessert und die Kosten weiter sinken, wird erwartet, dass die Topcon- und Heterojunction-Solarzellentechnologie schrittweise in die Massenproduktion überführt wird.

Die Vorteile der N Topcon sind hohe Leistung Umwandlung, hohes Potenzial für die Verbesserung der Effizienz, Prozess geeignet für dünne Wafer (100-160um) Produktion deutlich reduzieren die Kosten für Silizium-basierte Materialien, im Grunde keine Macht Zerfall hohe doppelseitige Rate. Nachteile sind hohe Anfangsinvestitionen in Ausrüstung und viele technische Prozesse Hohe Kosten.

Kalzium-Titan-Erz und laminierte Solarzellentechnologien haben ebenfalls große Durchbrüche erzielt, und es besteht die Hoffnung, dass in 5-10 Jahren Kalzium-Titan-Erz und kristalline Silizium-Solarzellentechnologien überlagert werden können, um Umwandlungswirkungsgrade von über 30 % zu erreichen.

Die wichtigsten Engpässe bei der Massenproduktion für TOPCON

Richtung des Ausbaus.

Fortschrittliche Ausrüstung zur Vermeidung von Wicklungsbeschichtungen und zur Erzielung von In-situ-Wachstum.

Verbesserung der Aufschlämmung zur Vermeidung von Schäden an der Polysiliziumschicht.

Verbesserung des In-situ-Dotierungsverfahrens

Laden von selektiven TOPCON-Strukturen

Großer Engpass bei der Massenproduktion von Heterojunction-Solarzellen

Richtungen aktualisieren.

Verstaatlichung der Ausrüstung zur Reduzierung der Ausrüstung

Verbesserung der Gleichmäßigkeit der amorphen Siliziumschichten, Verringerung der optischen Absorption

Leistungsverbesserung von TCO, Leitfähigkeit, Lichtdurchlässigkeit

MBB und Gitterlinienveredelung, Reduzierung des Silberpastenverbrauchs

Neue Zielmaterialien