BC सोलर सेल्स समझाया गया: संरचना, अंतर
विषय-सूची
त्वरित उत्तर: A BC सोलर सेल, जिसका पूरा नाम बैक-कॉन्टैक्ट है, एक उच्च-दक्षता वाला क्रिस्टलीय सिलिकॉन सेल है जिसमें धनात्मक और ऋणात्मक दोनों संपर्क इसके पिछले भाग पर होते हैं। संपर्कों को सामने से हटाने से पारंपरिक सेल में होने वाली बसबार छाया समाप्त हो जाती है, जिससे सेल के अधिक क्षेत्र में प्रकाश आ सकता है, और इससे सामने की सोल्डर रिबन की आवश्यकता भी समाप्त हो जाती है। इसकी कीमत अधिक घनी पिछली पैटर्न है: क्योंकि दोनों ध्रुवताएँ पीछे की ओर इंटरडिजिटेटेड होती हैं, पिछली धातुकरण और दो संपर्क समूहों के बीच अलगाव को TOPCon या PERC सेल की तुलना में बहुत अधिक सटीकता से परिभाषित करना पड़ता है। यही पिछली जटिलता BC सेलों को उत्पादन में अधिक महंगा और स्ट्रिंगिंग में अधिक चुनौतीपूर्ण बनाती है, और यही कारण है कि यह आर्किटेक्चर उच्च-दक्षता वाले उत्पाद श्रेणियों में ही बना हुआ है, बजाय उस बड़े बाजार में जाने के जहाँ TOPCon है।
PV मॉड्यूल निर्माण · Jerry, Ooitech द्वारा
उत्पाद परिचय
BC सोलर सेल, जिसे संक्षेप में बैक कॉन्टैक्ट सोलर सेलकहा जाता है, एक उच्च दक्षता वाली क्रिस्टलीय सिलिकॉन सेल तकनीक है जिसमें एमिटर, बैक सरफेस फील्ड और धातु इलेक्ट्रोड सभी सेल के पिछले हिस्से पर रखे जाते हैं। इसका मूल रूप आमतौर पर IBC के रूप में जाना जाता है, या इंटरडिजिटेटेड बैक कॉन्टैक्ट सेल।
पारंपरिक क्रिस्टलीय सिलिकॉन सेल्स की तुलना में, BC सेल्स की सबसे स्पष्ट विशेषता यह है कि सामने की सतह पर कोई धातु ग्रिड लाइन नहीं होती है। चूंकि सामने की ओर बसबार और फिंगर शेडिंग से मुक्त होती है, अधिक सूर्य का प्रकाश सेल की सतह में प्रवेश कर सकता है, ऑप्टिकल हानि कम होती है, और प्रभावी बिजली उत्पादन क्षेत्र बढ़ जाता है। यही कारण है कि BC सेल्स अक्सर उच्च दक्षता और उच्च सौंदर्य वाले सोलर मॉड्यूल के लिए उपयोग की जाती हैं।
BC सेल्स को क्या अलग बनाता है
BC सेल और PERC, TOPCon या HJT सेल के बीच मुख्य अंतर केवल वेफर प्रकार या एकल पैसिवेशन परत नहीं है। BC तकनीक का मूल विचार संरचनात्मक है: PN जंक्शन और धातु इलेक्ट्रोड सेल के पिछले हिस्से में स्थानांतरित कर दिए जाते हैं.
उदाहरण के लिए, TOPCon अक्सर N-टाइप सिलिकॉन सब्सट्रेट, सामने की ओर पैसिवेशन, और पीछे की ओर टनल ऑक्साइड पैसिवेटेड कॉन्टैक्ट संरचनाओं के संबंध में चर्चा की जाती है। PERC आमतौर पर पीछे की पैसिवेशन सुधार पर आधारित है। HJT अनाकार सिलिकॉन पैसिवेशन और हेटरोजंक्शन कॉन्टैक्ट का उपयोग करता है। BC, हालांकि, करंट कलेक्शन संरचना को पीछे की ओर ले जाकर सामने की ओर इलेक्ट्रोड शेडिंग को हटाने पर केंद्रित है।
इस कारण से, BC को अन्य सेल तकनीकों के साथ भी जोड़ा जा सकता है। शुद्ध BC तकनीक आमतौर पर IBC द्वारा प्रस्तुत की जाती है। TOPCon प्लस BC TBC तकनीक बना सकता है; HJT प्लस BC HBC तकनीक बना सकता है। HPBC आमतौर पर P-टाइप IBC से संबंधित मार्ग के रूप में जाना जाता है, जबकि ABC ऑल बैक कॉन्टैक्ट तकनीक को संदर्भित करता है, जिसे अक्सर सिल्वर-रिडक्शन या सिल्वर-फ्री डिज़ाइन अवधारणाओं के साथ चर्चा की जाती है।
तकनीकी पैरामीटर
विशिष्ट BC सेल संरचना
IBC को उदाहरण के रूप में लेते हुए, सबसे महत्वपूर्ण संरचनात्मक परिवर्तन यह है कि PN जंक्शन और धातु इलेक्ट्रोड दोनों सेल के पिछले हिस्से पर स्थित होते हैं। सामने की सतह मुख्य रूप से प्रकाश अवशोषण और पैसिवेशन के लिए उपयोग की जाती है, जबकि पिछली सतह अंतर्ग्रथित धनात्मक और ऋणात्मक क्षेत्रों के माध्यम से वाहक पृथक्करण और धारा संग्रह पूरा करती है।
| आइटम | विवरण |
|---|---|
| सेल प्रकार | बैक कॉन्टैक्ट सोलर सेल |
| मूल तकनीकी मार्ग | IBC, इंटरडिजिटेटेड बैक कॉन्टैक्ट |
| सामने की ओर की विशेषता | कोई सामने की ओर धातु ग्रिड लाइन छायांकन नहीं |
| पिछली ओर की विशेषता | धनात्मक और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड पीछे की ओर व्यवस्थित |
| मुख्य संरचनात्मक डिजाइन | PN जंक्शन और धातु इलेक्ट्रोड पिछले हिस्से में स्थानांतरित |
| मुख्य लाभ | ऑप्टिकल छायांकन हानि कम और प्रभावी प्रकाश अवशोषण क्षेत्र में सुधार |
| संगत मार्ग | IBC, TBC, HBC, HPBC, ABC और अन्य BC-आधारित संरचनाएं |
| मॉड्यूल प्रक्रिया प्रभाव | PERC, TOPCon और HJT सेल की तुलना में अलग स्ट्रिंग सोल्डरिंग तर्क की आवश्यकता होती है |
IBC सेल निर्माण प्रक्रिया
एक विशिष्ट IBC सेल प्रक्रिया को निम्नानुसार संक्षेपित किया जा सकता है:
रासायनिक पॉलिशिंग और क्षति हटाना
BBr3 ट्यूब प्रसार
शुष्क ऑक्सीजन मास्क वृद्धि
स्थानीय BSF खोलने के लिए स्क्रीन प्रिंटिंग
POCl3 ट्यूब प्रसार
टेक्सचरिंग
दोहरी-पक्षीय पैसिवेशन
स्थानीय संपर्क खोलने के लिए स्क्रीन प्रिंटिंग
स्क्रीन प्रिंटिंग धातुकरण
BC तकनीक की मुख्य चुनौती सेल के पीछे उच्च-गुणवत्ता वाले p-प्रकार और n-प्रकार क्षेत्रों को अंतर्ग्रथित पैटर्न में तैयार करना है। एक विशिष्ट प्रक्रिया में, पिछले हिस्से पर बोरॉन युक्त अंतर्ग्रथित प्रसार मास्क मुद्रित किया जा सकता है। प्रसार के बाद, बोरॉन N-प्रकार सब्सट्रेट में प्रवेश करता है और p+ क्षेत्र बनाता है। मुद्रित मास्क के बिना क्षेत्र फॉस्फोरस प्रसार के माध्यम से n+ क्षेत्र बना सकता है।
सामने की ओर, प्रकाश को फंसाने बढ़ाने के लिए पिरामिड टेक्सचरिंग का उपयोग किया जाता है, जबकि विद्युत प्रदर्शन सुधारने के लिए एक फ्रंट सरफेस फील्ड, जिसे अक्सर FSF कहा जाता है, बनाई जाती है। ऑप्टिकल प्रबंधन और पीछे की ओर कैरियर संग्रह का यह संयोजन एक कारण है कि BC तकनीक प्रीमियम मॉड्यूल के लिए आकर्षक है।
तकनीकी लाभ
सामने की ओर कोई ग्रिड शेडिंग नहीं
BC कोशिकाओं का सबसे सीधा लाभ यह है कि सामने की सतह पर कोई धातु ग्रिड लाइन नहीं होती है। यह शेडिंग हानि को कम करता है और प्रकाश उपयोग बढ़ाता है। मॉड्यूल की उपस्थिति के लिए, ऑल-ब्लैक या लगभग समान सामने की सतह एक स्वच्छ दृश्य प्रभाव भी दे सकती है, जो विशेष रूप से वितरित वाणिज्यिक, औद्योगिक और भवन-संबंधित PV अनुप्रयोगों में आकर्षक है।
उच्च दक्षता की संभावना
क्योंकि सामने की सतह अधिक आपतित प्रकाश प्राप्त कर सकती है, BC कोशिकाओं के पास मजबूत सैद्धांतिक और व्यावहारिक दक्षता लाभ है। जब TOPCon या HJT जैसी उन्नत पैसिवेशन तकनीकों के साथ जोड़ा जाता है, तो BC संरचनाएं रूपांतरण दक्षता को और बेहतर कर सकती हैं।
लचीला प्रौद्योगिकी एकीकरण
BC एकल सेल मार्ग तक सीमित नहीं है। यह एक प्लेटफॉर्म संरचना के रूप में काम कर सकता है और अन्य उच्च दक्षता तकनीकों के साथ जोड़ा जा सकता है। यही कारण है कि उद्योग TBC, HBC, HPBC और ABC जैसे मार्गों पर चर्चा करता है। सामान्य दिशा समान है: ऑप्टिकल हानि कम करना, कैरियर संग्रह सुधारना, और मॉड्यूल पावर आउटपुट बढ़ाना।
विशेष पीछे की ओर ग्रिड डिजाइन
चूंकि सकारात्मक और नकारात्मक दोनों इलेक्ट्रोड पीछे की ओर स्थित हैं, BC कोशिकाओं का ग्रिड लेआउट पारंपरिक कोशिकाओं से काफी अलग है। निम्नलिखित उदाहरण में सकारात्मक बसबार के लिए लाल रेखाएं और नकारात्मक बसबार के लिए नीली रेखाएं उपयोग की जाती हैं, उदाहरण के रूप में 18BB पीछे की ओर लेआउट लेते हुए।
जब बारीक फिंगर भी दिखाई जाती हैं, तो सकारात्मक और नकारात्मक फिंगर एक इंटरडिजिटेटेड पैटर्न में व्यवस्थित होती हैं। PN जंक्शन क्षेत्र भी समान इंटरडिजिटेटेड तरीके से वितरित होते हैं। मुख्य बसबार संबंधित फिंगर संरचना के साथ पार करके और जुड़कर करंट एकत्र करते हैं।
वास्तविक BC सेल छवि से, हम न केवल पीछे की ओर ग्रिड लाइनें देख सकते हैं, बल्कि हाफ-सेल के दोनों किनारों पर PAD बिंदु भी देख सकते हैं। ये PAD बिंदु विद्युत कनेक्शन और सोल्डरिंग डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण हैं, विशेष रूप से उच्च घनत्व इंटरकनेक्शन संरचनाओं में।
उत्पाद अनुप्रयोग
BC सेल स्ट्रिंग सोल्डरिंग सिद्धांत
BC सेल सोल्डरिंग पारंपरिक PERC या TOPCon सेल सोल्डरिंग से अलग है। सामान्य डबल-साइड-ग्रिड सेल के लिए, रिबन आमतौर पर एक सेल के पीछे से अगले सेल के सामने तक जुड़ता है। BC सेल में, सकारात्मक और नकारात्मक दोनों इलेक्ट्रोड पीछे की ओर होते हैं, इसलिए सोल्डरिंग रिबन को एक अलग कनेक्शन पथ का पालन करना चाहिए।
जैसा कि आरेख में दिखाया गया है, BC स्ट्रिंग सोल्डरिंग दो आसन्न सेलों के बीच सोल्डरिंग रिबन को चक्रीय और स्टaggered पैटर्न में उपयोग करके सेल श्रृंखला कनेक्शन का एहसास कराती है। यह TOPCon सेल के लिए उपयोग की जाने वाली वेल्डिंग विधि से अलग है, जहां रिबन एक सेल के पीछे से अगले सेल के सामने तक जाता है।
एक पूर्ण सेल को दो आधे-सेल, A और B में विभाजित किया जा सकता है। A आधे-सेल और B आधे-सेल के इलेक्ट्रोड एक दूसरे के विपरीत व्यवस्थित होते हैं। BC सेल स्ट्रिंग सोल्डरिंग के दौरान, शुरुआती सेल से रिबन को A आधे-सेल के नकारात्मक इलेक्ट्रोड तक खींचा जाता है और फिर काट दिया जाता है। फिर निम्नलिखित कनेक्शन तर्क दोहराया जाता है:
सेल 1 पर A आधे-सेल के सकारात्मक इलेक्ट्रोड से उसी सेल पर B आधे-सेल के नकारात्मक इलेक्ट्रोड तक
सेल 1 पर B आधे-सेल के सकारात्मक इलेक्ट्रोड से सेल 2 पर A आधे-सेल के नकारात्मक इलेक्ट्रोड तक
सेल स्ट्रिंग कनेक्शन पूरा करने के लिए उपरोक्त चक्र दोहराएं
हाइलाइट किए गए क्षेत्र में, रिबन वास्तव में एक सतत रिबन है। विभिन्न रंग केवल सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड संबंध को समझने में आसान बनाने के लिए उपयोग किए जाते हैं। आरेख स्पष्ट रूप से BC सेल पर चक्रीय स्टaggered वेल्डिंग पैटर्न दिखाता है।
पूरा सेल स्ट्रिंग दिखाता है कि कई BC सेलों में वेल्डिंग रिबन कैसे व्यवस्थित होते हैं। इस प्रकार की स्ट्रिंगिंग के लिए सटीक रिबन प्लेसमेंट, स्थिर तनाव नियंत्रण, सटीक स्थिति निर्धारण, और पीछे की ओर इलेक्ट्रोड पैटर्न की अच्छी समझ की आवश्यकता होती है।
करंट प्रवाह आरेख श्रृंखला कनेक्शन सिद्धांत को और समझाता है। चूंकि करंट पथ पीछे की ओर स्टaggered रिबन रूटिंग के माध्यम से बनता है, BC स्ट्रिंगिंग उपकरण और प्रक्रिया नियंत्रण पारंपरिक सेल के लिए मानक रिबन सोल्डरिंग की तुलना में अधिक मांग वाले हैं।
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BC मॉड्यूल निर्माण के लिए व्यावहारिक नोट्स
बीसी मॉड्यूल बनाने की योजना बना रहे निर्माताओं के लिए, सेल स्ट्रिंगिंग अनुभाग सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रिया बिंदुओं में से एक है। पीछे की ओर इलेक्ट्रोड डिज़ाइन का मतलब है कि पारंपरिक स्ट्रिंगिंग तर्क को आसानी से कॉपी नहीं किया जा सकता है। उपकरण को सटीक बैक-संपर्क संरेखण, नियंत्रित रिबन फीडिंग, स्थिर सोल्डरिंग तापमान और वेल्डिंग के बाद विश्वसनीय निरीक्षण का समर्थन करना चाहिए।
उत्पादन में, इंजीनियरों को रिबन ऑफसेट, सोल्डर जोड़ की गुणवत्ता, सेल क्रैकिंग जोखिम, पैड पॉइंट मिलान और करंट पथ स्थिरता पर पूरा ध्यान देना चाहिए। पीछे की ओर सोल्डरिंग में कोई भी छोटा विचलन प्रतिरोध में वृद्धि, बिजली हानि, या लेमिनेशन और लंबी अवधि के बाहरी संचालन के बाद विश्वसनीयता समस्याओं का कारण बन सकता है।
Ooitech का दृष्टिकोण
एक उपकरण आपूर्तिकर्ता के रूप में, हम इसे इस तरह देखते हैं: बीसी तकनीक न केवल सेल दक्षता में सुधार है, बल्कि मॉड्यूल निर्माण की चुनौती भी है, विशेष रूप से स्ट्रिंग सोल्डरिंग सटीकता और पीछे की ओर इंटरकनेक्शन नियंत्रण में। सौर पैनल उत्पादन लाइन के लिए, कुंजी स्ट्रिंगर डिज़ाइन को वास्तविक बीसी सेल इलेक्ट्रोड पैटर्न से मिलाना है, न कि इसे संशोधित टॉपकॉन या पीईआरसी प्रक्रिया की तरह मानना। हमारे दृष्टिकोण में, बीसी मॉड्यूल का मूल्यांकन करने वाले कारखानों को बड़े पैमाने पर उत्पादन में जाने से पहले पायलट स्तर पर सोल्डरिंग स्थिरता, रिबन रूटिंग और ईएल प्रदर्शन को सत्यापित करना चाहिए।
