Напрямок розвитку фотоелектричної заміни срібної пасти

Основним напрямком зниження витрат може бути заміна срібної пасти. Оскільки на пасту припадає значна частка некремнієвих витрат на акумулятори, зниження споживання одиниці срібної пасти завжди було ключовим напрямком зниження витрат у ланці акумуляторів. У минулому зниження витрат в основному досягалося двома способами:

(1) Зменшення ширини дрібної сітки

(2) Збільшення кількості магістральних мереж. Коли основна сітка збільшується, ширина стає тоншою, а споживання срібла зменшується.

У срібній системі скорочення використання пасти обмежене, головним чином тому, що ефективність поточних елементів батареї вища, а роль пасти полягає в зборі струму. Важко продовжувати суттєво зменшувати відносну кількість застосування. Тому заміна срібла на більш дешевий метал може бути основним напрямком зниження собівартості.

Алюмінієва паста використовувалася і раніше, але є певні труднощі при великомасштабному застосуванні. Алюміній є широко використовуваним металом у промисловості, і його можна постачати у великих кількостях для виробництва фотоелектричних пристроїв. Він має низьку вартість і може значно знизити вартість некремнієвих фотоелектричних елементів. Високотемпературна алюмінієва паста використовувалася протягом багатьох років в епоху PERC. Питомий опір алюмінію приблизно в 1.7-1.8 разів більший, ніж у срібла. Хоча втрату опору лінії можна компенсувати збільшенням ширини лінії або додаванням кремнію до алюмінієвої пасти для гальмування реакції між алюмінієвою пастою та полікремнієм, тим самим зменшуючи рекомбінацію інтерфейсу та збільшуючи напругу відкриття батареї, все ще існує певний розрив із сріблом за питомим опором.

Крім того, алюмінію важко формувати. Відповідно до більш суворих вимог щодо співвідношення сторін ліній сітки та питомого опору все ще існують певні проблеми в подальшому широкомасштабному застосуванні високоефективних двосторонніх комірок.

Мідна паста прогресує. Різниця питомих опорів між міддю та сріблом невелика. Промисловість досягла певного прогресу в застосуванні мідної пасти раніше.

У 2020 році FuturaSun випустила серію «ZEBRA» модулів IBC типу N для європейських побутових фотоелектричних, промислових і комерційних ринків, використовуючи мідну пасту в пасті. Мідні електроди мають хороші зварювальні електричні властивості та стабільність:

a) Що стосується зварювання, коли температура зварювання підвищується до 44 0 градусів, сила відриву досягає 0,76 Н/мм, що близько до рівня сили відриву традиційних шин зі срібної пасти;

b) З точки зору стабільності електричних характеристик, електричні характеристики всіх компонентів до TC600 залишаються стабільними, демонструючи хорошу термомеханічну стабільність.

Дослідження та розробка мідної пасти складні, і очікується, що інші підходи також допоможуть вирішити труднощі застосування мідної пасти. Застосування мідної пасти потребує не лише врахування зв’язку з пастою, але й труднощів виробників акумуляторів, що стоять нижче за течією, щодо реалізації співпраці. Для самої пасти основою застосування мідної пасти є вирішення трьох проблем:

1. Окислюваність міді:Мідь більш активна і легко окислюється під час високотемпературного спікання, і антиокислювальна обробка є особливо важливою;

2. Дифузія:Срібна паста утворює сплав після спікання, а мідь легко дифундує на елементі батареї під час процесу спікання. Атоми міді частіше впливають на PN-перехід;

3. Стабільність зварювання:Компоненти ZEBRA досягли значного прогресу у зварюванні, і сила відшарування близька до рівня відшаровування традиційних шин зі срібної пасти, але все ще є певна різниця.

Крім того, мідна паста може мати різні рішення щодо вибору сировини, мідного порошку, пост-обробки (наприклад, антиокислення), рецептури, добавок, конкретних деталей спікання тощо, і очікується, що промислові бар’єри будуть вище.