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Was Sie wissen müssen, um Verluste bei der Verpackung von PV-Modulen zu reduzieren!

22. Oktober 2021

Maysun Solar - der Hersteller von Solarmodulen, dem Sie seit über 13 Jahren in der Photovoltaik-Industrie vertrauen können

210 Der Wirkungsgrad der Massenproduktion von PERC-Zellen übersteigt 23,56 %,

Die Effizienz der Massenproduktion von HIT-Zellen übersteigt 25,31 %,

Der Wirkungsgrad des TOPCon-Zellenlabors übersteigt 25,19 %,

...... 

Größere Abmessungen und ein höherer Wirkungsgrad bedeuten zwar eine höhere Leistung, doch scheinen Verpackungsverluste der Hauptgrund dafür zu sein, dass Zellen mit großen Abmessungen und hohem Wirkungsgrad nicht funktionieren. Die dringenden technischen Probleme, die von der Industrie gelöst werden müssen, sind die Frage, wie größere Zellen nicht zu einem geringeren Wirkungsgrad führen, wie hocheffiziente Zellen zu hocheffizienten Modulen gemacht werden können und wie die Verpackungsverluste verringert werden können. 

1.der Wirkungsgrad der Zelle ≠ der Wirkungsgrad des Moduls 

Seit mehr als zehn Jahren haben monokristalline Zellen die polykristallinen Zellen als Marktschwerpunkt abgelöst, wobei die Größe der Siliziumwafer von 16 mm6 auf 182 mm und dann auf 210 mm immer größer wurde und die Leistung eines einzelnen PV-Moduls von 500 W+ auf 600 W+ oder sogar 700 W stieg. 

Die wirtschaftlichen Vorteile einer höheren Effizienz werden immer deutlicher, aber wir haben möglicherweise einen entscheidenden Punkt übersehen, nämlich dass die Zelleffizienz nicht dasselbe ist wie die Moduleffizienz und dass die Zelleffizienz bei größeren Abmessungen nicht erhalten bleibt. 

Bei unterschiedlichen Verpackungsprozessen gibt es selbst bei der gleichen Zelle einen Unterschied in der endgültigen Moduleffizienz, und der Unterschied zwischen Zelleneffizienz und Moduleffizienz ist der Verpackungsverlust. 

Bei all dem Gerede über Kostensenkungsinitiativen kann man, wenn sich die Zelleffizienz ihrem Limit nähert, eine höhere Modulleistung erzielen, wenn der Verlust bei der Modulverpackung (Leistungsverlust) minimiert werden kann, was eine weitere Abkürzung zur Erreichung von Hochleistungsmodulen darstellt.

2. wie man die Verluste im Modulgehäuse reduziert 

Es gibt zwei Hauptfaktoren, die die Erhöhung der Modulleistung durch die Verringerung der Verluste bei der Modulverpackung beeinflussen: das Verpackungsmaterial und die Verpackungstechnologie. 

Die Verpackungsstruktur herkömmlicher Solarmodule auf dem Markt ist hauptsächlich von oben nach unten: gehärtetes Glas - EVA - Zelle - EVA - Rückseitenfolie, wobei zinnbeschichtetes Kupferband (Lötband) und Hochtemperaturschweißen der Hauptgitterlinie der Zelle verwendet werden, um benachbarte Zellen in Reihe zu verbinden und eine dreidimensionale Struktur zu bilden. Gegenwärtig versuchen die etablierten Hersteller, die Effizienz der Module unter dem Gesichtspunkt der Zellverschaltung vor allem durch den Einsatz der Multi-Grid-Technologie und hochdichter Verpackungsprozesse zu verbessern. 

Doch selbst bei der Entwicklung der Multi-Grid-Technologie mit 18 Hauptgittern lässt sich die Abschattung des Lötbandes nicht vermeiden; auch das flexible Lötband von High-Density-Packages wird durch Zellstress getestet. 

Gibt es eine Verpackungstechnologie, bei der die Maskierung der Vorderseite mit Lötband minimiert und die Belastung der Zellverbindung vermieden wird? Eine Verkapselungstechnologie und ein Verkapselungsprozess, die auf der Rückkontakttechnologie mit einer leitfähigen Rückwand für die Zellverbindung basieren, lösen dieses Problem perfekt. 

Im Gegensatz zu konventionellen Verkapselungstechnologien befinden sich die positiven und negativen Elektrodenpunkte einer Rückkontaktzelle auf der Rückseite, und der von der Vorderseite erzeugte Strom wird über die Rückseite übertragen, so dass keine Lötbänder erforderlich sind, die das Sonnenlicht blockieren würden, und die Vorder- und Rückseite der Zellen nicht in Reihe geschaltet werden müssen.

Folglich minimiert die auf der Rückkontakttechnologie basierende Modulverpackung theoretisch die "Verpackungseffizienzverluste" der herkömmlichen Verpackungstechnologie. 

Leitfähige Backsheets - der harte Kern der Rückseitenkontakttechnologie 

Die positiven und negativen Kontakte von Rückkontaktzellen liegen nicht in einer geraden Linie und können nicht mit einem einzigen Lötstreifen in einer geraden Linie miteinander verbunden werden. 

Nach Angaben von Global Photovoltaics ist die von Ritto PV entwickelte Verkapselungstechnologie "Conductive Backsheet + Conductive Adhesive" die perfekte Lösung für den Verlust bei der Modulverkapselung.

Der Rückkontakt MWT-Modul Verpackung und herkömmliche Lötband Verbindung ist anders, die Verbindung Verpackung Methode basiert auf einer neuen Metallfolie Schaltung Design, jede Zelle durch die flexible leitfähige Klebstoff und Metallfolie Schaltung Verbindung, um automatisch eine komplette Schaltung. Die Struktur des Moduls ist wie folgt: gehärtetes Glas - EVA - Zelle - Isolierung - leitfähige Rückseite - EVA - Rückseite.

Diese Struktur vereinfacht auch die Schritte des Verkapselungsprozesses: Vorbereitung der leitfähigen Rückwand - Bedrucken oder Dispensen - Stanzen und Verlegen von EVA - Laden der MWT-Zellen - Verlegen des oberen EVA - Verlegen von Glas - Wenden und Laminieren - Kleben und Einrahmen, Laden der Anschlussdose.

Vorteile der leitfähigen Backsheet-Verkapselungstechnologie 

Die Verwendung leitfähiger Rückseitenfolien reduziert theoretisch die Verkapselungsverluste durch Frontalabschattung und ermöglicht auch Zellanordnungen mit höherer Dichte, was sich zusätzlich auf die Verbesserung der Verkapselungsausbeute und -zuverlässigkeit, die Verringerung der Wärmeverluste und die Senkung der Stromübertragungsdichte auswirkt. 

Vergrößerung der Lichtempfangsfläche: Wenn die Zellen mit Metallstreifen verbunden sind, entsteht eine Lücke zwischen den Zellen und den Gitterlinien, und die Streifen blockieren auch die Lichtempfangsfläche der Zellen, was die Effizienz des Moduls verringert. Die Rückseitenverbindung der leitfähigen Rückseitenfolie ermöglicht ein echtes High-Density-Packaging, während die Lichtempfangsfläche auf der Vorderseite vergrößert und der Wirkungsgrad der Zellen verbessert wird. 

Verbesserte Verpackungsausbeute: Durch die Verwendung leitfähiger Rückseiten wird die ursprüngliche dreidimensionale Stromübertragung zweidimensional, was die Automatisierung des Verpackungsprozesses und die Erzielung einer höheren Ausbeute erleichtert, die Bruchrate der Zellen verringert und sogar die Verpackung ultradünner Zellen (bis zu 90 um) ermöglicht, was einen enormen Schub für künftige Kostensenkungen bei Zellen bedeutet. 

Verbesserte Zuverlässigkeit: Im Vergleich zu konventionellen Modulen entfällt durch die Verwendung einer leitfähigen Unterlage anstelle von Schweißband der komplexe Hochtemperatur-Schweißprozess und ermöglicht ein echtes zweidimensionales, planares Packaging, was den Vorteil hat, dass die mit dem Hochtemperaturschweißen verbundenen Probleme mit Schweißspannungen vermieden werden und außerdem die Betriebstemperatur des Moduls und die Wasserdurchlässigkeit der Rückseite reduziert werden. Diese Vorteile bieten den Kunden den Vorteil einer geringeren Dämpfung, einer höheren Stromerzeugungskapazität und einer längeren Produktlebensdauer. 

Reduzierte Stromübertragungsdichte: In einer 166 Größe 9BB Zelle, zum Beispiel, die Mainstream-Schweißband Durchmesser ist 0,3 mm, die Querschnittsfläche eines einzelnen Schweißbandes ist etwa 0,071 mm2, und die gesamte Übertragung Querschnitt ist 0,639 mm2; während die leitfähige Folie verbindet die beiden Zellen in der leitfähigen Unterstützung kann eine gesamte Querschnittsfläche von etwa 4 mm2, die gleiche Übertragung Strom, die leitfähige Unterstützung hat einen äußerst deutlichen Vorteil. 

Geringerer Wärmeverlust: Bei der Stromübertragung von Modulen kommt es in der Regel aufgrund des Übertragungswiderstands zu einem gewissen Wärmeverlust. Das leitfähige Backsheet ist so konzipiert, dass der Senkenpfad zwischen den Strings nicht nur kürzer ist, sondern auch eine größere Querschnittsfläche aufweist, wodurch auch dieser Teil des Wärmeverlustes reduziert wird. 

Tabelle 1: Vergleich der MWT-Batteriepackungsergebnisse mit herkömmlichen 5BB- und 9BB-Batterien 

Wie aus der obigen Tabelle hervorgeht, haben Rückkontakt-MWT-Module im Vergleich zu 5BB-Modulen offensichtliche Vorteile in Bezug auf die Stromerhöhung und die Verringerung des Übertragungswiderstands. Im Vergleich zu 9BB-Modulen sind die Rückkontakt-MWT-Verpackungsverluste etwas besser als bei 9BB, wobei der Hauptunterschied darin besteht, dass 9BB-Zellen einen besseren Übertragungswiderstand am Zellenende haben als MWT, während der Vorteil des MWT-Übertragungswiderstands hauptsächlich am Sammelende der leitenden Rückwand des Moduls liegt.

Anwendungsperspektiven der leitfähigen Rückseitenfolie 

Die leitfähige Backsheet-Verpackungstechnologie bietet eine effizientere und zuverlässigere Lösung für die Verpackung von kristallinen Silizium-PV-Modulen, und der Kunde kann durch die Verringerung der Verpackungsverluste aufgrund der Änderung der Verpackungstechnologie zusätzliche höhere Einnahmen erzielen. 

Darüber hinaus, so die offizielle Mitteilung von Nitto PV, ist die leitfähige Rückseitenverkapselungstechnologie auch eine perfekte Lösung für ultradünne Silizium-Wafer-Anwendungen und löst die Verkapselungsherausforderungen von Heterojunction-Zellen unter Verwendung von Niedertemperatur-Silberpaste, mit großem Potenzial für Kostensenkung und Effizienzsteigerung. 

Im Rahmen des globalen Doppelkohlenstoffziels ist die installierte PV-Kapazität nur ein Bruchteil dessen, was sie in den nächsten zehn Jahren sein wird. Die Nachfrage nach größeren Abmessungen, höherer Effizienz, niedrigeren Kosten und dünneren Wafern wird zu einer beschleunigten Iteration der Produkttechnologie führen.