BC सौर सेल समझाया: संरचना, अंतर, निर्माण प्रक्रिया और स्ट्रिंग सोल्डरिंग सिद्धांत
विषय सूची
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 या इंटरडिजिटेटेड बैक कॉन्टैक्ट सेल के रूप में जाना जाता है।
पारंपरिक क्रिस्टलीय सिलिकॉन सेल की तुलना में, BC सेल की सबसे स्पष्ट विशेषता यह है कि सामने की सतह पर कोई धातु ग्रिड लाइन नहीं होती है। चूंकि सामने का हिस्सा बसबार और फिंगर शेडिंग से मुक्त होता 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 सेल का उपयोग अक्सर उच्च दक्षता और उच्च सौंदर्य वाले सोलर मॉड्यूल के लिए किया जाता है।
BC सेल 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 मुख्य विचार संरचनात्मक है: PN जंक्शन और धातु इलेक्ट्रोड को सेल के पिछले हिस्से में स्थानांतरित कर दिया जाता है.
उदाहरण के लिए, TOPCon को अक्सर N-टाइप सिलिकॉन सब्सट्रेट, फ्रंट-साइड पैसिवेशन और रियर-साइड टनल ऑक्साइड पैसिवेटेड कॉन्टैक्ट संरचनाओं के संबंध में चर्चा की जाती है। PERC आमतौर पर रियर पैसिवेशन सुधार पर आधारित है। HJT अनाकार सिलिकॉन पैसिवेशन और हेटरोजंक्शन कॉन्टैक्ट का उपयोग करता है। BC, हालांकि, करंट कलेक्शन संरचना को पीछे ले जाकर फ्रंट-साइड इलेक्ट्रोड शेडिंग को हटाने पर ध्यान केंद्रित करता है।
इस कारण, BC को अन्य सेल प्रौद्योगिकियों के साथ भी जोड़ा जा सकता है। शुद्ध BC प्रौद्योगिकी को आमतौर पर IBC द्वारा दर्शाया जाता है। TOPCon और BC मिलकर TBC प्रौद्योगिकी बना सकते हैं; HJT और BC मिलकर HBC प्रौद्योगिकी बना सकते हैं। HPBC को आमतौर पर P-प्रकार IBC-संबंधित मार्ग के रूप में जाना जाता है, जबकि ABC का अर्थ ऑल बैक कॉन्टैक्ट प्रौद्योगिकी 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 पीछे की ओर स्थित होते हैं। सामने की सतह मुख्य रूप से प्रकाश अवशोषण और पैसिवेशन के लिए उपयोग की जाती है, जबकि पीछे की सतह अंतर्डिजिटेटेड धनात्मक और ऋणात्मक क्षेत्रों के माध्यम से वाहक पृथक्करण और धारा संग्रह पूरा करती है।
| आइटम | विवरण |
|---|---|
| सेल प्रकार | बैक कॉन्टैक्ट सोलर सेल |
| मूल प्रौद्योगिकी मार्ग | IBC, इंटरडिजिटेटेड बैक कॉन्टैक्ट |
| सामने की ओर की विशेषता | कोई सामने की ओर धातु ग्रिड लाइन छायांकन नहीं |
| पीछे की ओर की विशेषता | धनात्मक और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड पीछे की ओर व्यवस्थित |
| मुख्य संरचनात्मक डिज़ाइन | PN जंक्शन और धातु इलेक्ट्रोड पीछे की ओर 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 इस प्रकार 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 मेटलाइज़ेशन
BC प्रौद्योगिकी की मुख्य चुनौती यह है कि सेल के पीछे की ओर उच्च गुणवत्ता वाले p-प्रकार और n-प्रकार के क्षेत्रों को एक इंटरडिजिटेटेड पैटर्न में कैसे तैयार किया जाए। एक सामान्य प्रक्रिया में, पीछे की ओर बोरॉन युक्त एक इंटरडिजिटेटेड डिफ्यूजन मास्क मुद्रित किया जा सकता है। डिफ्यूजन के बाद, बोरॉन N-प्रकार के सब्सट्रेट में प्रवेश करता है और p+ क्षेत्र बनाता है। मुद्रित मास्क के बिना क्षेत्र फॉस्फोरस डिफ्यूजन के माध्यम से n+ क्षेत्र बना सकता है।
सामने की ओर, प्रकाश को फंसाने के लिए पिरामिड टेक्सचरिंग का उपयोग किया जाता है, जबकि विद्युत प्रदर्शन में सुधार 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। इससे शेडिंग हानि कम होती है और प्रकाश उपयोग बढ़ता है। मॉड्यूल की उपस्थिति के लिए, ऑल-ब्लैक या लगभग एकसमान सामने की सतह एक साफ 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 में एक 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 में और सुधार कर सकती हैं।
लचीला प्रौद्योगिकी एकीकरण
BC एक एकल सेल मार्ग तक सीमित नहीं है। यह एक प्लेटफॉर्म संरचना के रूप में काम कर सकता है और अन्य उच्च दक्षता प्रौद्योगिकियों के साथ जुड़ सकता है। यही कारण है कि उद्योग TBC, HBC, HPBC और ABC जैसे मार्गों पर चर्चा करता है। सामान्य दिशा एक ही है: ऑप्टिकल हानि को कम करना, कैरियर संग्रह में सुधार करना और मॉड्यूल पावर आउटपुट बढ़ाना।
विशेष पीछे की ओर ग्रिड डिजाइन
चूंकि सकारात्मक और नकारात्मक दोनों इलेक्ट्रोड पीछे की ओर स्थित होते हैं, BC कोशिकाओं का ग्रिड लेआउट पारंपरिक कोशिकाओं से काफी अलग होता है। निम्नलिखित उदाहरण में सकारात्मक बसबारों के लिए लाल रेखाएं और नकारात्मक बसबारों के लिए नीली रेखाएं उपयोग की गई हैं, जो एक 18BB पीछे की ओर लेआउट का उदाहरण है।
जब बारीक फिंगर्स भी दिखाई जाती हैं, तो सकारात्मक और नकारात्मक फिंगर्स एक इंटरडिजिटेटेड पैटर्न में व्यवस्थित होती हैं। PN जंक्शन क्षेत्र भी समान इंटरडिजिटेटेड तरीके से वितरित होते हैं। मुख्य बसबार संबंधित फिंगर संरचना को पार करके और जोड़कर करंट एकत्र करते हैं।
वास्तविक BC सेल छवि से, हम न केवल पिछली ओर की ग्रिड लाइनें देख सकते हैं, बल्कि आधे-सेल के दोनों ओर PAD बिंदु भी देख सकते हैं। ये PAD बिंदु विद्युत कनेक्शन और सोल्डरिंग डिज़ाइन के लिए महत्वपूर्ण हैं, विशेष रूप से उच्च-घनत्व अंतर्संबंध संरचनाओं में।
उत्पाद अनुप्रयोग
BC सेल स्ट्रिंग सोल्डरिंग सिद्धांत
BC सेल सोल्डरिंग पारंपरिक PERC या TOPCon सेल सोल्डरिंग से भिन्न है। सामान्य डबल-साइड-ग्रिड सेल के लिए, रिबन आमतौर पर एक सेल के पिछले भाग से अगले सेल के सामने के भाग तक जुड़ता है। BC सेल में, धनात्मक और ऋणात्मक दोनों इलेक्ट्रोड पिछले भाग पर 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 चक्रीय और स्टaggered पैटर्न में सोल्डरिंग रिबन का उपयोग करके सेल श्रृंखला कनेक्शन का एहसास कराती है। यह TOPCon सेलों के लिए उपयोग की जाने वाली वेल्डिंग विधि से भिन्न है, जहां रिबन एक सेल के पीछे से अगले सेल के सामने तक जाता है।
एक पूर्ण सेल को दो आधे-सेलों, 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, प्रारंभिक सेल से रिबन को A आधे-सेल के ऋणात्मक 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 धनात्मक इलेक्ट्रोड से उसी सेल पर B आधे-सेल के ऋणात्मक इलेक्ट्रोड तक
सेल 1 पर B आधे-सेल के धनात्मक इलेक्ट्रोड से सेल 2 पर A आधे-सेल के ऋणात्मक 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 रंगों का उपयोग केवल धनात्मक और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड संबंध को समझने में आसान बनाने के लिए किया जाता है। आरेख BC सेल पर चक्रीय स्टaggered वेल्डिंग पैटर्न को स्पष्ट रूप से दर्शाता है।
पूर्ण सेल स्ट्रिंग दिखाती है कि कैसे वेल्डिंग रिबन कई BC सेलों में व्यवस्थित होते हैं। इस प्रकार की स्ट्रिंगिंग के लिए सटीक रिबन प्लेसमेंट, स्थिर तनाव नियंत्रण, सटीक स्थिति निर्धारण और पिछले-इलेक्ट्रोड पैटर्न की अच्छी समझ की आवश्यकता होती है।
वर्तमान प्रवाह आरेख श्रृंखला कनेक्शन सिद्धांत को और स्पष्ट करता है। चूंकि पीछे की ओर स्टaggered रिबन रूटिंग के माध्यम से करंट पथ बनता है, इसलिए BC स्ट्रिंगिंग उपकरण और प्रक्रिया नियंत्रण पारंपरिक कोशिकाओं के लिए मानक रिबन सोल्डरिंग की तुलना में अधिक मांग वाले हैं।
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BC मॉड्यूल निर्माण के लिए व्यावहारिक नोट्स
BC मॉड्यूल का उत्पादन करने 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-कॉन्टैक्ट संरेखण, नियंत्रित रिबन फीडिंग, स्थिर सोल्डरिंग तापमान और वेल्डिंग के बाद विश्वसनीय निरीक्षण का समर्थन करना चाहिए।
उत्पादन में, इंजीनियरों को रिबन ऑफसेट, सोल्डर जॉइंट गुणवत्ता, सेल क्रैकिंग जोखिम, PAD पॉइंट मिलान और करंट पथ स्थिरता पर पूरा ध्यान देना चाहिए। पीछे की ओर सोल्डरिंग में कोई भी छोटा विचलन लेमिनेशन और दीर्घकालिक आउटडोर संचालन के बाद प्रतिरोध में वृद्धि, बिजली की हानि या विश्वसनीयता समस्याओं का कारण बन सकता है।
Ooitech का दृष्टिकोण
एक उपकरण आपूर्तिकर्ता के रूप में, हम इसे इस तरह देखते हैं: BC तकनीक न केवल सेल-दक्षता उन्नयन है, बल्कि एक मॉड्यूल निर्माण 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 BC सेल इलेक्ट्रोड पैटर्न से मिलाना है, न कि इसे संशोधित TOPCon या PERC प्रक्रिया की तरह मानना। हमारे दृष्टिकोण में, BC मॉड्यूल का मूल्यांकन करने वाले कारखानों को बड़े पैमाने पर उत्पादन पर जाने से पहले पायलट स्केल पर सोल्डरिंग स्थिरता, रिबन रूटिंग और EL प्रदर्शन को सत्यापित करना चाहिए।
