Introduzione
Nel mercato fotovoltaico globale, le celle solari in silicio cristallino dominano una quota sostanziale. Tuttavia, con l'evoluzione rapida dell'industria, la riduzione dei costi e il miglioramento dell'efficienza sono diventati le principali sfide per queste celle. Le celle solari tradizionali utilizzano una quantità significativa di pasta d'argento per creare busbar e dita, aumentando i costi e bloccando parte della luce solare, limitando così l'efficienza della generazione di energia. Per affrontare questi problemi, è stata sviluppata la tecnologia 0 Busbar (0BB). Questa tecnologia elimina i busbar, riduce l'uso della pasta d'argento e aumenta l'area di ricezione della luce delle celle, migliorando significativamente l'efficienza della generazione di energia e la redditività economica dei moduli fotovoltaici.
Contenuto:
- Introduzione
- La Nascita della Tecnologia 0 Busbar (0BB)
- Vantaggi della Tecnologia 0 Busbar (0BB)
- Svantaggi della Tecnologia 0 Busbar (0BB)
- Interconnessione delle Celle Solari 0 Busbar (0BB)
- Prospettive di Mercato per la Tecnologia 0 Busbar (0BB)
La Nascita della Tecnologia 0 Busbar (0BB)
Quando la luce solare colpisce una cella fotovoltaica, essa genera elettricità tramite l'effetto fotovoltaico. Tuttavia, questa elettricità deve essere raccolta ed estratta tramite linee a griglia per essere utilizzata dagli esseri umani. Le celle fotovoltaiche tradizionali utilizzano linee a griglia a base d'argento, divise in dita e busbar. Le dita sono più sottili, mentre i busbar sono più spessi. L'elettricità viene raccolta dalle dita, trasferita ai busbar e poi condotta all'esterno tramite nastri di rame.
Dal momento in cui la prima cella solare al silicio monocristallino pratica fu sviluppata dai Bell Labs nel 1954, il numero e la larghezza delle linee a griglia sulle celle fotovoltaiche si sono evoluti continuamente. Dal 2BB (due busbar) al MBB (multi-busbar) e SMBB (super multi-busbar), l'aumento del numero di busbar ha reso ogni busbar più stretto, risparmiando sulla pasta d'argento e riducendo i costi. Più busbar accorciano anche il percorso della corrente nelle dita, riducendo la perdita di potenza e aumentando l'output di energia.
Nonostante l'ampia applicazione delle tecnologie MBB e SMBB nell'industria, alcuni ricercatori hanno proposto un approccio innovativo: rimuovere i busbar e collegare direttamente le dita ai nastri tramite punti di saldatura. Questo concetto è l'essenza della tecnologia 0 Busbar (0BB).
La tecnologia 0BB migliora l'area di ricezione della luce delle celle eliminando i busbar, riducendo l'uso della pasta d'argento, abbassando i costi e migliorando l'efficienza della generazione di energia.
Vantaggi della Tecnologia 0 Busbar (0BB)
1. Aumento di Potenza:
La rimozione dei busbar riduce l'ombreggiamento, aumentando così l'output di potenza. La distribuzione più densa dei punti di saldatura nella tecnologia 0BB accorcia il percorso della corrente nelle dita, riducendo la perdita di potenza e migliorando la generazione di energia. Inoltre, la maggiore superficie sulle celle fotovoltaiche, mantenendo lo standard di montaggio popolare fino a una dimensione delle celle di 210 mm, risulta in un'uscita di potenza più elevata da un singolo pannello fotovoltaico.
2. Riduzione dei Costi:
Le linee a griglia tradizionali sono fatte di pasta d'argento, che rappresenta circa il 35% del costo non legato al silicio delle celle fotovoltaiche. L'aumento del prezzo dell'argento ha esercitato una pressione sulla produzione delle celle fotovoltaiche. Eliminando il busbar principale, la tecnologia 0BB riduce il costo della pasta d'argento, abbassando così il costo complessivo delle celle fotovoltaiche.
Secondo i dati dell'Istituto dell'Argento, la domanda globale di argento fotovoltaico ha raggiunto 6.017 tonnellate nel 2023, un aumento del 64% rispetto all'anno precedente. Nel 2024, si prevede che la domanda globale di argento fotovoltaico aumenti del 20% raggiungendo 7.217 tonnellate. Tuttavia, i prezzi dell'argento persistentemente elevati hanno posto sfide significative all'industria manifatturiera delle celle fotovoltaiche. I prezzi dell'argento domestico sono aumentati di oltre il 30% dall'ottobre dello scorso anno.
La tecnologia 0BB, eliminando il busbar principale, può ridurre i costi non legati al silicio, abbassando così il costo complessivo delle celle fotovoltaiche. Tra le attuali tre vie tecnologiche, l'HJT (Tecnologia Eterogiunzione) ha il costo più elevato per la pasta d'argento e la necessità più urgente di riduzione dei costi. In particolare, il costo della pasta d'argento per le celle PERC (Emitter Passivato e Cella Posteriore) prodotte in massa è di 0,06 yuan per watt, il costo della pasta d'argento per le celle TOPCon (Contatto Passivato all'Ossido di Tunnel) è di 0,07 yuan per watt, mentre il costo per l'HJT con pasta d'argento 15BB di dimensione 210 è di 0,15 yuan per watt. In futuro, con la produzione di massa delle celle 20BB, si prevede che il costo della pasta d'argento per l'HJT scenderà a 0,12 yuan per watt.
Dopo l'adozione della tecnologia 0BB, il costo della pasta d'argento per le celle PERC può essere ridotto a 0,03 yuan per watt, per le celle TOPCon a 0,01 yuan per watt, e per l'HJT a 0,04-0,06 yuan per watt. Inoltre, se la tecnologia 0BB viene combinata con pasta di rame rivestita al 30% d'argento, si prevede che il costo finale della pasta d'argento per l'HJT scenderà a 0,03-0,04 yuan per watt.
3. Efficienza Potenziata:
La tecnologia 0BB riduce la resistenza elettrica all'interno della cella solare, migliorando il movimento degli elettroni e aumentando l'efficienza di conversione dell'energia. Questo porta a un'uscita di energia più alta dalla stessa quantità di luce solare, rendendo le celle solari 0BB più produttive.
4. Migliore Tolleranza all'Ombreggiamento:
La presenza di connessioni sottili e multiple nelle celle 0BB crea diversi percorsi per la corrente elettrica, riducendo il rischio di perdita di potenza dovuto all'ombreggiamento parziale. Questo è particolarmente vantaggioso nelle installazioni dove l'ombreggiamento da oggetti come alberi o edifici può influenzare le prestazioni.
5. Riduzione dei Punti Caldi:
La tecnologia 0BB distribuisce uniformemente la corrente elettrica sulla superficie della cella, minimizzando l'insorgenza di punti caldi causati da alta resistenza. Questo aiuta a prevenire cali di efficienza e la degradazione a lungo termine della cella.
6. Maggiore Qualità:
Con punti di saldatura più piccoli e numerosi, la distribuzione dello stress nelle celle è più uniforme, riducendo la rottura delle celle, la rottura delle linee a griglia e le microfessure, migliorando così il rendimento produttivo. Inoltre, la distribuzione uniforme dello stress permette alla tecnologia 0BB di utilizzare wafer di silicio più sottili, che possono essere spessi fino a 100μm secondo gli esperti.
Incorporando questi vantaggi, la tecnologia 0BB migliora significativamente le prestazioni, la durabilità e l'efficienza dei moduli fotovoltaici, posizionandosi come un progresso chiave nell'industria dell'energia solare.
Svantaggi della Tecnologia 0 Busbar (0BB)
Nonostante i suoi significativi vantaggi, la tecnologia 0BB affronta ancora diverse sfide, tra cui garantire la coerenza della saldatura e il test dell'efficienza. La questione più urgente è l'affidabilità. Le dita e i punti di saldatura sono una combinazione di argento e vetro, rendendo la struttura lasca e instabile. Poiché i nastri di saldatura sono fatti di rame, le proprietà differenti dell'argento e del rame rendono difficile ottenere una saldatura solida, portando a possibili distacchi e influenzando il normale funzionamento delle celle fotovoltaiche.
Interconnessione delle Celle Solari 0 Busbar (0BB)
1. Primo Metodo: SmartWire Connection Technology
Il componente principale della SmartWire Connection Technology è il film composito di fili di rame. Questo film è composto da uno strato elettricamente isolante e otticamente trasparente, uno strato adesivo sulla superficie del film, e diversi fili di rame paralleli (tabbing ribbons) incorporati nello strato adesivo. Questi fili di rame, legati al film tramite l'adesivo, sporgono con un rivestimento di lega a basso punto di fusione.
Durante il processo di laminazione, il film composito di fili di rame connette le celle solari in serie. Il film è sovrapposto con un film di incapsulazione, backsheet o vetro, creando una connessione elettrica stabile tra i tabbing ribbons e la griglia durante il processo di riscaldamento.
Il film composito di fili di rame è laminato sulle superfici delle celle solari adiacenti per formare una connessione in serie. A differenza dell'imballaggio convenzionale delle celle solari, questo metodo utilizza una nuova macchina stringatrice per posizionare il film composito di fili di rame su entrambe le superfici anteriore e posteriore di due celle, consentendo la loro connessione in serie. Una volta interconnesse, le celle sono disposte e impilate. Sotto specifiche temperature e pressioni di laminazione, i fili di rame e le griglie delle celle solari sono pressati insieme per formare un contatto ohmico.
2. Secondo Metodo: Dispensation
(1)Dispensazione: Applicare gocce di adesivo sulla superficie di ciascuna cella solare.
(2)Tabbing: Posizionare uniformemente più tabbing ribbons perpendicolari alle linee della griglia su ciascuna cella solare.
(3)Fissaggio: Utilizzare la luce UV per polimerizzare l'adesivo, legando ciascun tabbing ribbon alla sua cella solare corrispondente, garantendo il contatto diretto con le linee della griglia di superficie.
(4)Laminazione: Riscaldare e laminare l'assemblaggio delle celle solari per formare connessioni in lega tra i tabbing ribbons e le linee della griglia.
Questo metodo differisce dalla stringatura tradizionale in due modi principali:
(1)Dispensazione: Le gocce di adesivo legano i tabbing ribbons alle celle solari, consentendo la connessione in serie e l'immobilizzazione dei nastri per l'incapsulazione successiva del modulo.
(2)Alloying through Lamination: Raggiungere il contatto ohmico durante il processo di laminazione.
I vantaggi di questo metodo includono attrezzature semplici e alta stabilità. Tuttavia, potenziali ombre durante il test EL sotto i tabbing ribbons e una forza di legame insufficiente tra i nastri e le celle solari sono svantaggi.
3. Terzo Metodo: Soldering Dispensation
(1)Saldatura: Utilizzare il riscaldamento a infrarossi per fondere la superficie del nastro di saldatura, creando una connessione preliminare con la superficie della cella solare e le linee della griglia.
(2)Dispensazione: Applicare gocce di adesivo in punti specificati sull'assemblaggio cella-nastro saldato. Il numero di gocce di adesivo è attentamente controllato per bilanciare la complessità del processo e i requisiti di resistenza del legame. Tipicamente, vengono applicate 3-8 file di gocce di adesivo in base all'area di ombreggiatura e alle esigenze di prestazioni meccaniche.
(3)Curing: Solidificare le gocce di adesivo sul lato anteriore della stringa di celle saldate. Trasferire la stringa di celle alla stazione successiva, capovolgerla in condizioni di temperatura controllata, e applicare e polimerizzare le gocce di adesivo sul lato posteriore, formando la stringa di celle finale.
Rispetto al legame adesivo, questo metodo prevede un passaggio preliminare di saldatura seguito dall'applicazione di adesivo per il rinforzo. La connessione iniziale tra il nastro di saldatura e le linee della griglia è stabilita tramite riscaldamento a infrarossi. Successivamente, l'adesivo viene applicato e polimerizzato per migliorare la stabilità della connessione nastro-cella.
I vantaggi di questo metodo includono un forte legame tra il nastro di saldatura e la cella solare, riducendo il rischio di distacco del nastro. Tuttavia, esiste il rischio di rottura della griglia durante la saldatura, e il processo di dispensazione richiede alta precisione, rendendolo impegnativo e relativamente lento.
Implementando la tecnologia 0BB nelle celle solari HJT, l'industria fotovoltaica può ottenere significative riduzioni dei costi e miglioramenti dell'efficienza, guidando l'innovazione futura dell'energia solare.
Prospettive di Mercato per la Tecnologia 0 Busbar (0BB)
Sebbene sia una sfida, padroneggiare la tecnologia 0BB potrebbe ridurre significativamente i costi, aumentare l'efficienza e migliorare la qualità delle celle fotovoltaiche, offrendo così alle aziende un vantaggio tecnologico. L'entusiasmo per la tecnologia 0BB è alto tra varie aziende.
JinkoSolar: JinkoSolar ha fatto gli ultimi progressi nella tecnologia 0BB, avendo completato lo sviluppo e il test pilota, e ha iniziato ad applicarla su una linea di produzione a piccola scala. L'azienda prevede di risparmiare circa il 10% di pasta d'argento utilizzando la tecnologia 0BB. Attualmente, il consumo di pasta d'argento è di oltre 90 milligrammi, ma si prevede che scenda a 80 milligrammi in futuro. L'azienda prevede che entro la fine del 2024, l'efficienza delle celle delle linee di produzione regolari potrebbe raggiungere oltre il 26,5%, con le migliori linee di produzione che raggiungono il 26,6-26,7%.
Canadian Solar: Dopo oltre un anno di ricerca dedicata, Canadian Solar ha confrontato i pro e i contro delle varie soluzioni tecnologiche 0BB e ha identificato l'approccio più adatto per loro. L'azienda crede che, man mano che la tecnologia fotovoltaica continua a evolversi e la domanda del mercato cambia, la tecnologia 0BB probabilmente diventerà mainstream nell'industria fotovoltaica.
Risen Energy: Nel 2023, Risen Energy ha utilizzato la propria tecnologia delle celle 0BB, la tecnologia dei wafer ultra-sottili da 210 mm, l'uso di argento puro inferiore a 7 mg/W e la tecnologia di interconnessione delle celle senza stress per stabilire un processo di produzione senza soluzione di continuità dai wafer di silicio etero-giunzione alle celle e ai moduli. Questo traguardo ha reso Risen Energy la prima azienda nell'industria a realizzare la produzione su larga scala di celle e moduli a etero-giunzione.
Aiko Solar: Combinando la tecnologia 0BB con l'alta efficienza di conversione dell'ABC, Aiko Solar prevede di aumentare la potenza dei suoi prodotti della serie ABC di 5W.
In sintesi, l'applicazione e lo sviluppo della tecnologia 0BB nel mercato stanno avanzando rapidamente. Molte aziende stanno investendo nella ricerca e nella produzione sperimentale, e si prevede che la produzione su larga scala sarà realizzata nei prossimi anni. Questo ridurrà significativamente il costo dei moduli fotovoltaici, migliorerà l'efficienza della generazione di energia e favorirà ulteriormente lo sviluppo dell'industria fotovoltaica.
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0BB (Busbar-Free) aiuta nel processo di riduzione dei costi del fotovoltaico_Technology_Equipment_Solutions. (n.d.). Copyright © 2017 Sohu.com Inc. Tutti i diritti riservati. https://www.sohu.com/a/668618791_121123896
Cos'è lo 0BB di cui tutti parlano nell'industria fotovoltaica? Tecnologia_Celle_Numero. (n.d.). Copyright © 2017 Sohu.com Inc. Tutti i diritti riservati. https://www.sohu.com/a/778403289_157504
Le aziende fotovoltaiche competono per implementare la tecnologia 0BB: è diventata la migliore soluzione per la riduzione dei costi e il miglioramento dell'efficienza nel settore? Eastmoney. (n.d.). https://finance.eastmoney.com/a/202405083070289684.html
Xiao Hu. (n.d.). Zhonglai 0BB - Tecnologia delle celle senza sbarre. Piattaforma dei conti ufficiali di Weixin. https://mp.weixin.qq.com/s/j_HRtUbtvzUE-akSn0wf4w
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