TOPCon फ्रंट-फिल्म SiNx बड़ी जीत: ग्रेडिएंट फिल्म की तुलना में 3-4W अधिक मॉड्यूल पावर
उत्पाद परिचय
आपने लाइन पर तुलना चलाई। TOPCon कोशिकाओं के दो समूह, अलग-अलग फ्रंट-फिल्म रेसिपी।
ग्रेडिएंट फिल्म समूह: SiNx/SiOxNy/SiOx ग्रेडिएंट स्टैक (कम-अपवर्तनांक SiOx/SiOxNy परतों के साथ)
शुद्ध SiNx समूह: शुद्ध मल्टीलेयर SiNx
परिणाम उल्टा आया।
सेल स्तर: ग्रेडिएंट समूह शुद्ध SiNx समूह की तुलना में दक्षता में 0.05%-0.1% अधिक था। सेल पर, ग्रेडिएंट फिल्म स्पष्ट रूप से बेहतर दिखती थी।
मॉड्यूल स्तर: 66-सेल 210×210 मॉड्यूल में लेमिनेशन के बाद, शुद्ध SiNx समूह वास्तव में 3-4W अधिक पावर में (लाइन पर मापा गया)।
"जिस समूह की सेल दक्षता कम थी, उसकी मॉड्यूल पावर अधिक थी।" गुणवत्ता टीम पूछती रही क्यों, और आप केवल "पैकेजिंग गेन" का जवाब नहीं दे सकते।
यह लेख एक ठोस पेपर का उपयोग करके उस प्रतिज्ञात ऑप्टिकल गणित को सुलझाता है।
तकनीकी पैरामीटर
सेल दक्षता ≠ मॉड्यूल पावर। लेमिनेशन बीच में है।
एक बात अपने दिमाग में रखें: सेल दक्षता और मॉड्यूल पावर एक साधारण गुणा नहीं हैं।
25.7% ग्रेड की कोशिकाओं वाले 66-सेल 210×210 TOPCon मॉड्यूल को आधार मानकर, लाइन डेटा दिखाता है कि 0.1% सेल दक्षता का अंतर लगभग 2.8W मॉड्यूल पावर से मेल खाता है। उस गुणांक से:
| तुलना | सेल-स्तर अंतर | अपेक्षित मॉड्यूल अंतर | मापा गया मॉड्यूल परिणाम |
|---|---|---|---|
| ग्रेडिएंट फिल्म बनाम शुद्ध SiNx | +0.05%-0.1% (ग्रेडिएंट अधिक) | +1.4-2.8W (ग्रेडिएंट को जीतना चाहिए) | शुद्ध SiNx +3-4W (उलटा) |
दिशा पूरी तरह से उलट गई। सेल-स्तरीय लाभ लेमिनेशन में खत्म हो गया।
मॉड्यूल पावर सेल दक्षता का सीधा गुणन नहीं है। ग्लास, एनकैप्सुलेंट और बैकशीट ऑप्टिकल कपलिंग लाभ (सकारात्मक) लाते हैं, लेकिन करंट मिसमैच और वितरण हानि (नकारात्मक) भी। शुद्ध मापी गई पावर है। विभिन्न एंटी-रिफ्लेक्शन रेसिपी लेमिनेशन के बाद बहुत अलग शुद्ध परिणाम देती हैं, और यही 'सेल पर हार, मॉड्यूल पर जीत' का मूल कारण है।
यह तंत्र पहले ही पहचाना जा चुका था Zhang et al. 2019 (Energies, DOI:10.3390/en12061168) द्वारा PERC प्लेटफॉर्मपर, SunSolve सिमुलेशन और मॉड्यूल मापन द्वारा समर्थित।
तकनीकी लाभ
एक PERC पेपर उलटफेर को स्पष्ट रूप से समझाता है
Zhang 2019 ने मोनो PERC पर फ्रंट तीन-परत एंटी-रिफ्लेक्शन कोटिंग का अध्ययन किया। पहली दो परतें स्थिर SiNx (20nm/45nm) रहीं। केवल तीसरी परत बदली।
योजना A: तीसरी परत 15nm SiNx (अपवर्तनांक 1.99)
योजना B3: तीसरी परत 30nm SiOx (अपवर्तनांक 1.46)
SunSolve ऑप्टिकल सिमुलेशन (पिरामिड टेक्सचर सहित) का उपयोग करके, उन्होंने भारित औसत परावर्तन WAR (300-1100nm) की गणना की:
| योजना | तीसरी परत | WAR (300-1100nm) |
|---|---|---|
| A | 15nm SiNx | 3.12% |
| B3 | 30nm SiOx | 2.78% |
| B5 | 50nm SiOx | 2.46% (मोटा, कम) |
सेल स्तर पर, B3, A से कम परावर्तित करता है, मापा Isc 62mA अधिक, दक्षता 21.50% बनाम 21.35% (+0.15% निरपेक्ष). कम अपवर्तनांक वाली SiOx परत वाली फिल्म सेल पर जीतती है।
लेकिन मॉड्यूल स्तर पर, ग्राफ उलट जाता है। धारा 3.3 इसे स्पष्ट रूप से कहता है:
"क्योंकि EVA एनकैप्सुलेंट छोटी तरंगदैर्ध्य वाले प्रकाश को अवशोषित करता है, 30nm SiOx सेल का स्पेक्ट्रल प्रतिक्रिया लाभ आंशिक रूप से छिप जाता है... मॉड्यूल पावर गेन केवल 0.9W है... SiOx को मॉड्यूल में डालने से सेल-स्तरीय प्रदर्शन लाभ 57% कम हो गया।"
विशिष्टताएँ:
CTM अनुपात: 30nm SiOx 96.1% बनाम 15nm SiNx 96.5%। SiOx वाला वास्तव में कम है।
+0.15% सेल-स्तरीय लाभ ने लेमिनेशन के बाद अपने 57% लाभ को खो दिया।
मॉड्यूल पावर गेन केवल 0.9W.
यह आपके मामले के लिए पेपर-स्तरीय स्पष्टीकरण है। ग्रेडिएंट समूह (SiOx/SiOxNy निम्न-अपवर्तनांक परतों के साथ, जैसे Zhang का B3) सेल स्तर पर शॉर्ट-वेव एंटी-रिफ्लेक्शन के माध्यम से 0.05-0.1% जीतता है। लेकिन लेमिनेशन के बाद, EVA <380nm शॉर्ट-वेव प्रकाश को अवशोषित करता है, ग्रेडिएंट समूह का शॉर्ट-वेव किनारा दब जाता है, CTM गिर जाता है, और समान दक्षता ग्रेड पर शुद्ध SiNx समूह इसे पार कर जाता है।
उत्पाद अनुप्रयोग
अंतर कहाँ है, और कितना बड़ा
① सेल स्तर: ग्रेडिएंट समूह 0.05%-0.1% जीतता है, लगभग 1.4-2.8W
66-सेल 210 TOPCon लाइन बेसलाइन (0.1% सेल दक्षता ≈ 2.8W मॉड्यूल पावर) के अनुसार, ग्रेडिएंट समूह सेल स्तर पर 0.05%-0.1% अधिक चलता है, जिसका अर्थ होना चाहिए 1.4-2.8W मॉड्यूल पर अधिक।
② मॉड्यूल स्तर: शुद्ध SiNx वास्तव में 3-4W अधिक (लाइन मापा गया)
मापा गया, शुद्ध SiNx समूह की मॉड्यूल पावर 3-4W ग्रेडिएंट समूह से अधिक है। छोटे सेल-स्तरीय नुकसान को वापस जोड़ें, और इसका मतलब है कि शुद्ध SiNx समूह अकेले पैकेजिंग चरण में योगदान देता है 4.4-6.8W अधिक। 720W बेसलाइन के मुकाबले, यह 0.61%-0.94% पैकेजिंग-लाभ अंतर है।
③ साहित्य समर्थन: Zhang 2019 का "57% कट" (PERC प्लेटफॉर्म)
Zhang का PERC निष्कर्ष निकटता से मेल खाता है: SiOx तीसरी परत वाली फिल्म सेल स्तर पर +0.15% जीतती है, लेकिन लेमिनेशन के बाद लाभ 57% कट जाता है और CTM अनुपात 0.4 अंक गिर जाता है।
66-सेल 210 TOPCon में परिवर्तित, 0.1% सेल-स्तरीय लाभ लेमिनेशन के बाद केवल लगभग 0.04% छोड़ता है, और मॉड्यूल पूरी तरह से उलट सकता है। वही स्रोत, वही कारण जो आपके लाइन परिणाम "शुद्ध SiNx 3-4W अधिक" है।
④ ग्रेडिएंट समूह मॉड्यूल स्तर पर पीछे क्यों रह जाता है?
SiOx/SiOxNy के साथ ग्रेडिएंट फिल्म की मुख्य ताकत 300-500nm शॉर्ट-वेव एंटी-रिफ्लेक्शन में है। लेकिन यह वास्तव में वह बैंड है जहां मॉड्यूल में ग्लास + EVA सबसे अधिक अवशोषित करते हैं। ग्रेडिएंट फिल्म का शॉर्ट-वेव एज पैकेजिंग सामग्री द्वारा सीधे खा लिया जाता है। इस बीच शुद्ध मल्टीलेयर SiNx >400nm दृश्य-से-निकट-अवरक्त मुख्य बैंड में अपना एंटी-रिफ्लेक्शन पूरी तरह से करता है (लैमिनेशन के बाद भी प्रभावी, जहां सिलिकॉन की क्वांटम प्रतिक्रिया अधिक होती है), इसलिए यह मॉड्यूल स्तर पर अधिक लाभ देता है।
इसे लाइन पर लाना: केवल सेल दक्षता से न आंकें
① क्या यह अभी लाइन पर चल सकता है?
दोनों चल सकते हैं। शुद्ध मल्टीलेयर SiNx एक परिपक्व मार्ग है। ग्रेडिएंट फिल्म (SiNx/SiOxNy/SiOx) भी ट्यूब PECVD पर की जा सकती है, बस एक अतिरिक्त कोटिंग लेयर और N/O अनुपात और तीन-लेयर मोटाई मिलान नियंत्रण का एक अतिरिक्त कदम।
हाल ही में TOPCon उद्योग 'फ्रंट-फिल्म SiNx मल्टीलेयर' दृष्टिकोण को 'फ्रंट-फिल्म नाइट्रस-ऑक्साइड मल्टीलेयर' प्रक्रिया को बदलने के लिए फिर से बढ़ावा दे रहा है। आपने जो डेटा देखा वह इस प्रवृत्ति का लाइन-स्तरीय प्रमाण है। ऐसा नहीं है कि ग्रेडिएंट फिल्म अच्छी नहीं है, बल्कि यह लैमिनेशन परीक्षा में फेल हो गई।
② क्या यह इसके लायक है?
यह इस बात पर निर्भर करता है कि आप कैसे गिनते हैं। केवल सेल दक्षता देखें तो ग्रेडिएंट फिल्म 0.05-0.1% अधिक सुंदर है। लेकिन मॉड्यूल स्तर पर शुद्ध मल्टीलेयर SiNx 3-4W से आगे निकल जाता है, और वर्तमान TOPCon मॉड्यूल प्रति-वाट मूल्य निर्धारण पर, यह वास्तविक प्रीमियम स्थान है।
फ्रंट-फिल्म चयन में दो-मीट्रिक दृश्य का उपयोग करना होगा: सेल दक्षता प्लस पैकेजिंग लाभ। उस एक सेल-स्तरीय संख्या को घूरें नहीं, अन्यथा आप ग्रेडिएंट समूह की तरह समाप्त हो जाएंगे, सेल पर चेहरा जीतना और मॉड्यूल पर सार खोना।
③ क्या यह स्थिर है?
इसकी अपनी जांच की आवश्यकता है। दोनों मल्टीलेयर फिल्में हैं, और दीर्घकालिक विश्वसनीयता (नम गर्मी के तहत फिल्म स्थिरता, विभिन्न एनकैप्सुलेंट्स के साथ मिलान) को मापा जाना चाहिए। UNSW Hoex टीम के पहले के काम ने पहले ही दिखाया कि TOPCon एनकैप्सुलेशन फॉर्मूलेशन के प्रति अत्यंत संवेदनशील है। एंटी-रिफ्लेक्शन फिल्म और एनकैप्सुलेंट युग्मित हैं। कोटिंग बदलें और एनकैप्सुलेंट विकल्प का पालन करना पड़ सकता है।
लाइन-वर्कर पिटफॉल टिप: दो फ्रंट-फिल्म प्रक्रियाओं की तुलना करते समय, केवल सेल दक्षता की तुलना न करें। 0.05-0.1% का सेल-स्तरीय अंतर छोटा दिखता है, लेकिन मॉड्यूल कई वाट तक उलट सकता है। सेल दक्षता और मॉड्यूल पावर दोनों को मापें, विशेष रूप से पावर-ग्रेड प्रीमियम का पीछा करने वाले उच्च-अंत मॉड्यूल के लिए।
सीमाएं: पेपर क्या नहीं कहता
Zhang 2019 PERC-प्लेटफॉर्म साक्ष्य है, TOPCon नहीं। लेकिन सामने की एंटी-रिफ्लेक्शन ऑप्टिक्स का मूल एक ही है: EVA शॉर्ट-वेव को अवशोषित करता है, SiOx फिल्में अपना शॉर्ट-वेव किनारा खो देती हैं, CTM गिर जाता है। यह पैकेजिंग ऑप्टिक्स का एक सामान्य नियम है, और TOPCon फ्रंट फिल्म इसका पालन करती है। यह लाइन केस TOPCon है, जो पेपर के साथ दिशा में सुसंगत है। इसे अपनी खुद की लाइन पर EQE स्पेक्ट्रल रिस्पॉन्स और प्री/पोस्ट-लैमिनेशन रिफ्लेक्शन स्प्लिट के साथ फिर से चलाने की सिफारिश करते हैं।
तंत्र इस लेख का अनुमान है, कोई अंतिम निर्णय नहीं। "शुद्ध मल्टीलेयर SiNx में उच्च पैकेजिंग गेन" (प्रभावी स्पेक्ट्रम ट्रिम + कम परजीवी अवशोषण) के लिए भौतिक व्याख्या को पुष्ट करने के लिए EQE स्पेक्ट्रल रिस्पॉन्स और प्री/पोस्ट-लैमिनेशन रिफ्लेक्शन/अवशोषण स्प्लिट डेटा की आवश्यकता है। यह टुकड़ा भौतिक ढांचा और दिशा प्रदान करता है। कौन सा बैंड प्रमुख है और परजीवी अवशोषण कहाँ से आता है, यह लाइन स्पेक्ट्रल डेटा की प्रतीक्षा करता है।
0.61%-0.94% पैकेजिंग-गेन अंतर 3-4W और 0.05-0.1% से पीछे की ओर गणना किया गया एक ऑर्डर-ऑफ-मैग्निट्यूड अनुमान है। विभिन्न एनकैप्सुलेंट (EVA/POE/EPE) और विभिन्न ग्लास (कोटेड/अनकोटेड) उस संख्या को बदल देंगे।
बाइफेशियल मॉड्यूल और UV-कट एनकैप्सुलेंट शॉर्ट-वेव उपयोग को और बदल देते हैं। दो समूहों के बीच का अंतर डुअल-ग्लास + UV-पास परिदृश्य के तहत पुनर्वितरित हो सकता है।
सारांश
समान TOPCon सेल, ग्रेडिएंट समूह सेल स्तर पर 0.1% जीतता है, और पैकेजिंग के बाद 4W खो देता है। अंतर केवल दक्षता का नहीं है, बल्कि यह है कि मॉड्यूल चरण में एंटी-रिफ्लेक्शन फिल्म जिस परीक्षा में बैठती है वह बदल गई है।
सेल परीक्षा पूर्ण-स्पेक्ट्रम शॉर्ट-वेव का परीक्षण करती है, और ग्रेडिएंट समूह अच्छा उत्तर देता है। मॉड्यूल परीक्षा पैकेजिंग के बाद प्रभावी स्पेक्ट्रम का परीक्षण करती है, और शुद्ध SiNx समूह इसे पलट देता है।
2019 का PERC पेपर पहले ही कह चुका है: SiOx को मॉड्यूल में डालें और सेल-स्तरीय लाभ 57% कट जाता है। लाइन पर मापा गया 3-4W उलटाव पेपर के निष्कर्ष से दिशा में मेल खाता है।
फ्रंट-फिल्म चयन के लिए, उस एक सेल दक्षता संख्या को गति निर्धारित न करने दें। कुल में पैकेजिंग गेन को शामिल करें।
Ooitech का दृष्टिकोण
यहाँ सेल-बनाम-मॉड्यूल अंतर ठीक वही जाल है जिसे हम मॉड्यूल लाइन सौंपते समय देखते हैं। एक कोटिंग जो सेल पर चमकती है, वह चुपचाप वाट खो सकती है जब ग्लास और EVA ऊपर जाते हैं, इसलिए हम हमेशा ग्राहकों को बताते हैं कि एंटी-रिफ्लेक्शन चयन को वास्तविक CTM डेटा के विरुद्ध लॉक करें, न कि लैब दक्षता के। चूंकि Ooitech केवल मॉड्यूल उत्पादन लाइनें बनाता है, यह सेल-टू-मॉड्यूल युग्मन वह जगह है जहाँ हमारा लेमिनेशन और प्रक्रिया-प्रशिक्षण कार्य वास्तव में अपनी कमाई कमाता है। यदि आप देखना चाहते हैं कि ये विकल्प चल रही TOPCon लाइन पर कैसे प्रभाव डालते हैं, तो Ooitech YouTube चैनल (www.youtube.com/ooitech) में फॉलो करने लायक बहुत सारे फैक्ट्री फुटेज हैं।
