尽管TOPCon和HJT电池技术被普遍认为是PERC之后的下一代光伏技术,其光电效率比现在主流的PERC技术更高,但二者的银浆用量相比PERC电池技术都有50%以上的增长,HJT则更高。
不过,从Fraunhofer ISE再次传来令人振奋的消息,其最新的双面TOPCon太阳能电池的峰值效率达到了24%,而银的使用量则降低了90%以上。
图1:双面TOPCon太阳能电池在显微镜下的镍/铜/银触点。(来源:Fraunhofer ISE)
2020年N型TOPCon电池正面使用的银铝浆(95%银)消耗量约为87.1mg/片,背银消耗量约为77mg/片;N型HJT电池双面低温银浆消耗量约为223.3Mg/片。尽管研究人员认为技术工艺的不断成熟能让银浆耗量将逐步减少,但总体银浆耗量仍远高于主流PERC技术。
在工业上升级TOPCon太阳能电池概念的一个关键挑战是太阳能电池的金属接触,特别是TOPCon侧的金属化显示具有挑战性,因为不能损坏隧道氧化物,需要保证其作为载流子选择性接触的全部功能。
一般情况下太阳能电池的正面和背面分别采用Ag/Al丝网印刷,但这种传统的技术发展不足以克服这些限制,特别是对于两侧都有银触点的太阳能电池设计。Fraunhofer ISE的研究人员发现,Ni/Cu/Ag触点的电镀是金属化双面 TOPCon太阳能电池的合适候选者。
Fraunhofer ISE最近发表的一篇文章介绍了全镀层 TOPCon太阳能电池的模块制造,其栅线和焊接母线的接触粘附力可靠而充分。此外,使用铜作为主要导电成分可以显着降低成本,与丝网印刷相比,成本优势达到45%。
电镀是一种无铅金属化技术,可实现窄接触几何形状 (
ISE研究人员采用镍/铜/银触点对电池进行电镀,通过将激光接触开口的宽度减小到最大5 m以及其他因素,设法降低了工艺中银的使用量。换句话说,丝网印刷的银被三种材料的堆叠所取代,而采用电镀工艺比采用银丝网印刷工艺进行金属化后,电池效率提高0.5%。
由于铜更容易获得,“便宜约100倍”,并且电镀铜紧凑而导电性高,该团队还在开发一种铜电镀工艺,用于同样有前途的硅异质结(HJT)太阳能电池的金属化。
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