Contenuto:
- Introduzione
- Che cos'è la Tecnologia Multi-Busbar (MBB)?
- Caratteristiche e Principali Vantaggi della Tecnologia MBB (Multi-Busbar)
- SMBB: Seguendo la Produzione di Massa delle Celle TOPCon
- Che cos'è la Tecnologia Zero Busbar (0BB)?
- Vantaggi della Tecnologia 0BB
- Principali Benefici nel Processo di Produzione 0BB
- Conclusione
Introduzione
Le barre di connessione sono come lo scheletro di una cella fotovoltaica (PV), supportando l'intera cella per generare elettricità. All'interno di una cella al silicio cristallino, la corrente generata viene principalmente estratta attraverso elettrodi metallici, che possono essere suddivisi in barre di connessione principali e barre di connessione ausiliarie (anche note come barre sottili). Le barre di connessione principali sono principalmente utilizzate per la raccolta della corrente e la connessione in serie delle barre di connessione ausiliarie, mentre le barre di connessione ausiliarie sono utilizzate per raccogliere i portatori fotogenerati.
Rivedendo l'intero processo di sviluppo, è evidente che la tecnologia per le barre di connessione PV ha evoluto rapidamente, con cicli di iterazione generalmente mantenendo un ritmo di 2-3 anni. Le principali fasi includono la transizione da 4BB e 5BB a MBB (Multi-Busbar, con 9-15 barre di connessione), seguita da SMBB (Super Multi-Busbar, con 16 o più barre di connessione), e infine a 0BB (Zero Busbar, senza barre di connessione principali).
Che cos'è la Tecnologia Multi-Busbar (MBB)?
Nel campo fotovoltaico (PV), la tecnologia Multi-Busbar (MBB) è un metodo importante per migliorare l'efficienza delle celle solari. Aumentando il numero di barre di connessione sulla superficie della cella, la tecnologia MBB migliora significativamente le prestazioni e la affidabilità delle celle. Le celle fotovoltaiche tradizionali di solito utilizzano da 2 a 5 barre di connessione, mentre la tecnologia MBB impiega 9 o più barre di connessione.
Caratteristiche e Principali Vantaggi della Tecnologia MBB (Multi-Busbar)
1. Aumento del Numero di Barre di Connessione
La tecnologia MBB presenta un maggior numero di barre di connessione distribuite uniformemente sulla superficie della cella, tipicamente 9 o più. Queste barre di connessione sono utilizzate per raccogliere e condurre la corrente fotogenerata. Disperdendo la corrente, la densità di corrente su ciascuna barra di connessione è ridotta, il che diminuisce le perdite ohmiche (perdite resistive) e migliora il fattore di riempimento e l'efficienza complessiva della cella.
2. Maggiore Resistenza Meccanica
La presenza di più barre di connessione migliora in qualche misura la resistenza meccanica della cella, riducendo il rischio di danni causati dallo stress durante la produzione, il trasporto e l'installazione.
3. Miglioramento dell'Effetto Hot-Spot
La struttura MBB aiuta a distribuire la corrente in modo più uniforme, riducendo l'effetto hot-spot, migliorando così l'affidabilità a lungo termine e le prestazioni dei moduli.
4. Design a Barre di Connessione Sottili
L'aumento del numero di barre di connessione consente di ridurre la larghezza delle singole barre di connessione. Il design a barre di connessione sottili minimizza l'area di ombreggiamento sulla superficie della cella fotovoltaica, consentendo a più luce di raggiungere la superficie di silicio e aumentando l'efficienza di conversione fotoelettrica.
5. Processo di Produzione
L'applicazione della tecnologia MBB richiede processi precisi di stampa serigrafica e tecniche avanzate di elettroplaccatura per garantire l'alta precisione e consistenza delle multiple barre di connessione sottili. Questo spesso richiede miglioramenti corrispondenti dei processi e aggiornamenti dell'attrezzatura durante la produzione delle celle.
Attualmente, la tecnologia multi-busbar è ampiamente utilizzata nel campo delle celle solari al silicio cristallino ed è diventata un mezzo importante per migliorare le prestazioni delle celle e ridurre i costi.
SMBB: Seguendo la Produzione di Massa delle Celle TOPCon
Con l'emergere di nuove tecnologie cellulari come TOPCon e HJT, anche il processo di saldatura delle macchine è stato aggiornato da MBB a SMBB (Super Multi-Busbar). SMBB può essere considerata una versione migliorata della tecnologia MBB. Utilizzando barre di connessione più sottili, SMBB riduce la quantità di pasta d'argento necessaria, riduce l'ombreggiatura e accorcia la distanza di trasmissione della corrente. Ciò riduce efficacemente la resistenza in serie e aumenta ulteriormente la tolleranza della cella a microcrepe, barre di connessione rotte e fratture, migliorando così l'affidabilità.
La tecnologia SMBB di solito presenta da 15 a 25 barre di connessione, il che significa che ogni cella ha stampate da 15 a 25 barre di connessione su di essa. Attualmente, le celle TOPCon adottano spesso lo schema SMBB, e alcune aziende leader in eterogiunzione (HJT) hanno anche raggiunto la produzione di massa con più di 18 barre di connessione.
Che cos'è la Tecnologia Zero Busbar (0BB)?
La tecnologia Zero Busbar (Busbarless) è una tecnica emergente per la produzione di celle fotovoltaiche (PV) che migliora l'efficienza delle celle solari e riduce i costi. Nelle celle solari al silicio cristallino, le barre di connessione sono linee metalliche utilizzate per raccogliere la corrente, coinvolgendo tipicamente più barre di connessione principali. La tecnologia Zero Busbar elimina queste barre di connessione principali e utilizza invece linee metalliche più sottili o materiali conduttivi per raccogliere la corrente.
Nel processo 0BB, le barre di connessione principali vengono rimosse durante la fase di stampa serigrafica degli elettrodi metallici, e la larghezza e lo spaziamento delle barre di connessione ausiliarie vengono ottimizzati. I vantaggi del 0BB includono la riduzione dei costi, il minor utilizzo di argento e un aumento dell'efficienza.
Vantaggi della Tecnologia 0BB
1. Riduzione dell'Ombreggiamento: La tecnologia 0BB minimizza l'ombreggiamento causato dalle barre di connessione, migliorando così l'efficienza delle celle PV.
2. Aumento della Raccolta di Corrente: L'uso di linee metalliche più sottili o materiali conduttivi aumenta l'area di raccolta della corrente, migliorando ulteriormente l'efficienza della cella.
3. Riduzione dei Costi: La tecnologia 0BB riduce il numero e la complessità delle barre di connessione, abbassando i costi di produzione delle celle.
4. Miglioramento dell'affidabilità: Eliminando il rischio di rottura delle barre di connessione o altri problemi correlati, la tecnologia 0BB migliora l'affidabilità delle celle.
Principali Benefici nel Processo di Produzione 0BB
1. Risparmi sui Costi: Rispetto a SMBB, la tecnologia 0BB può risparmiare circa il 30% di pasta d'argento, di materiale di incapsulamento e il 10% di nastro da saldatura nella fase di produzione delle celle.
2. Maggiore Potenza dei Moduli: L'uso di processi di saldatura a bassa temperatura e nastri da saldatura ultra-sottili e ultra-flessibili aiuta a migliorare il rendimento di saldatura dei moduli. Questi nastri ultra-sottili e ultra-flessibili possono raccogliere più corrente e ridurre le distanze di trasmissione della corrente, aumentando così la potenza di uscita del modulo.
La tecnologia Zero Busbar rappresenta un significativo avanzamento nella produzione di celle solari, offrendo una promettente strada verso soluzioni energetiche solari più efficienti ed economiche.
Secondo il "2024-2029 Rapporto di Ricerca e Sviluppo sulle Prospettive del Mercato Industriale Cinese 0BB (Zero Busbar)" pubblicato dal Centro di Ricerca Industriale New Sijie, la tecnologia 0BB, come un aggiornamento rispetto alla tecnologia SMBB, è attualmente nelle prime fasi di industrializzazione in Cina. Tuttavia, grazie al suo potenziale per la riduzione dei costi, il miglioramento dell'efficienza e la diminuzione dell'uso dell'argento, è previsto che sostituirà la tecnologia SMBB in futuro e sarà ampiamente applicata nel campo fotovoltaico (PV).
Dal 2023, diverse aziende cinesi hanno investito nella ricerca della tecnologia 0BB, celle, nastri da saldatura, moduli o attrezzature. Tra queste aziende ci sono Risen Energy, Akcome Technology, Tongwei Solar, Autowell, Jinergy Photovoltaic, Suzhou Wattway, Shenzhen Lightway, Lead Intelligent e Debont Technology.
La tecnologia 0BB ha già raggiunto l'applicazione di produzione di massa. Nel aprile 2023, Risen Energy ha lanciato con successo il primo lotto di celle 0BB eterogiunzione, segnando la prima applicazione della tecnologia 0BB su una linea di produzione su scala di gigawatt. Con il maturare della tecnologia e l'ingresso di più aziende sul mercato, il processo di produzione di massa di 0BB accelererà nel 2024, aumentando la sua penetrazione di mercato. Si stima che entro il 2025, la dimensione del mercato per l'attrezzatura 0BB raggiungerà i 10 miliardi di yuan e la dimensione del mercato per i nastri da saldatura 0BB raggiungerà i 31 miliardi di yuan.
Gli analisti del settore di New Sijie indicano che tra le celle eterogiunzione (HJT), TOPCon e PERC, la necessità di riduzione dei costi e dell'argento è più urgente per le celle HJT. Nel 2022, la capacità di produzione delle celle HJT in Cina ha superato i 10 GW, raggiungendo circa 55 GW nel 2023, e si prevede che raggiungerà i 150 GW entro il 2025. Con l'espansione rapida della produzione di celle HJT, l'applicazione della tecnologia 0BB aumenterà ulteriormente su scala.
Conclusioni
Nello sviluppo rapido della tecnologia fotovoltaica, le tecnologie delle celle solari MBB, SMBB e 0BB stanno continuamente evolvendo, portando maggiore efficienza, minori costi e prestazioni più affidabili.
La tecnologia MBB migliora le prestazioni e la resistenza meccanica delle celle solari aumentando il numero di barre di connessione, riducendo l'effetto hot-spot. La tecnologia SMBB raffina ulteriormente il design delle barre di connessione, riduce l'uso della pasta d'argento e migliora l'affidabilità e l'efficienza delle celle. La tecnologia 0BB elimina le barre di connessione principali, ottimizza la larghezza e lo spaziamento delle barre di connessione ausiliarie, ottenendo così riduzione dei costi e miglioramento dell'efficienza.
I progressi in ciascuna di queste tecnologie stanno guidando la crescita dell'industria fotovoltaica. In futuro, con il continuo maturare e l'ampia diffusione di queste tecnologie, l'efficienza e le prestazioni delle celle solari continueranno a migliorare, contribuendo in modo significativo allo sviluppo dell'energia rinnovabile globale. L'evoluzione delle tecnologie MBB, SMBB e 0BB è destinata a spingere l'industria fotovoltaica verso nuove vette.
Riferimento:
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Macchina saldatrice per stringhe fotovoltaiche: Dalla presenza all'assenza di sbarre, gli aggiornamenti del processo portano nuove opportunità. (n.d.). Recuperato da [https://m.yicai.com/news/101833259.html]
Dialogo con il CTO di JA Technology Ouyang Zi: i moduli 0BB dovrebbero iniziare la produzione di massa nel terzo trimestre di quest'anno. (n.d.). Sohu.com. Retrieved from [https://www.sohu.com/a/786521047_121255906]
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