TOPCon फ्रंट-फिल्म SiNx बड़ी जीत: 3-4W अधिक मॉड्यूल पावर

त्वरित उत्तर: TOPCon सेल पर फ्रंट-फिल्म सिलिकॉन नाइट्राइड की मोटाई मापने योग्य मॉड्यूल पावर के लायक साबित होती है। अलग-अलग फ्रंट-फिल्म रेसिपी वाले सेल के दो समूहों के बीच एक लाइन तुलना ने मॉड्यूल आउटपुट में 3 W से 4 W का अंतर उत्पन्न किया, जिसमें बेहतर रेसिपी ने लगभग 2.8 W हासिल किया। SiNx एक एंटी-रेफ्लेक्टिव कोटिंग और हाइड्रोजन पैसिवेशन के स्रोत दोनों के रूप में काम करता है, और ये दो कार्य इष्टतम मोटाई को अलग-अलग दिशाओं में खींचते हैं: बहुत पतली होने पर परावर्तन बढ़ जाता है, बहुत मोटी होने पर फिल्म का ऑप्टिकल और पैसिवेशन व्यवहार बदल जाता है। विचाराधीन रेसिपी 15 nm से 45 nm की सीमा में थीं, जिसमें 20 nm और 30 nm के बीच कई परतें थीं। चूंकि परत किसी भी तरह से उसी PECVD चरण में जमा की जाती है, इसलिए लाभ उपकरण में कुछ भी खर्च नहीं करता — यह एक रेसिपी परिवर्तन है, यही कारण है कि फ्रंट-फिल्म अनुकूलन TOPCon लाइन पर सबसे सस्ते शेष दक्षता लीवर में से एक है।

PV मॉड्यूल निर्माण · Jerry, Ooitech द्वारा

उत्पाद परिचय

आपने लाइन पर एक तुलना चलाई। दो समूह TOPCon सेल के, अलग फ्रंट-फिल्म रेसिपी।

• ग्रेडिएंट फिल्म समूह: SiNx/SiOxNy/SiOx ग्रेडिएंट स्टैक (कम-रिफ्रैक्टिव-इंडेक्स SiOx/SiOxNy परतों के साथ)

• शुद्ध SiNx समूह: शुद्ध मल्टीलेयर SiNx

परिणाम उल्टा आया।

• सेल स्तर: ग्रेडिएंट समूह शुद्ध SiNx समूह से दक्षता में 0.05%-0.1% अधिक था। सेल पर, ग्रेडिएंट फिल्म स्पष्ट रूप से बेहतर दिखी।

• 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, उसके मॉड्यूल पावर अधिक निकली।" क्वालिटी बार-बार पूछती रही, और आप सिर्फ "पैकेजिंग गेन" नहीं कह सकते।

यह लेख एक ठोस पेपर का उपयोग करके उस प्रति-सहज ऑप्टिकल गणित को सुलझाता है।

तकनीकी पैरामीटर

सेल दक्षता ≠ मॉड्यूल पावर। लेमिनेशन बीच में है।

एक बात दिमाग में रखें: सेल दक्षता और मॉड्यूल पावर साधारण गुणा नहीं हैं।

25.7%-ग्रेड सेल 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 के बराबर है। उस गुणांक से:

दिशा पूरी तरह उलट गई। सेल-स्तर का लाभ लेमिनेशन में खत्म हो गया।

मॉड्यूल पावर सीधे सेल दक्षता से गुणा नहीं होती। ग्लास, एनकैप्सुलेंट और बैकशीट ऑप्टिकल कपलिंग लाभ (सकारात्मक) लाता है, लेकिन करंट मिसमैच और वितरण हानि (नकारात्मक) भी। शुद्ध परिणाम मापी गई पावर है। अलग एंटी-रिफ्लेक्शन रेसिपी लैमिनेशन के बाद बहुत अलग शुद्ध परिणाम देती हैं, और यही "सेल पर हारो, मॉड्यूल पर जीतो" का मूल है।

यह तंत्र पहले ही स्पष्ट किया जा चुका है Zhang et al. 2019 (Energies, DOI:10.3390/en12061168) एक 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 थ्री-लेयर 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:

सेल स्तर पर, B3 A से कम परावर्तित करता है, मापा Isc 62mA अधिक, दक्षता 21.50% बनाम 21.35% (+0.15% abs). कम-अपवर्तनांक SiOx परत वाली फिल्म सेल पर ही जीतती है।

लेकिन मॉड्यूल स्तर पर, ग्राफ पलट जाता है। धारा 3.3 इसे स्पष्ट कहती है:

"क्योंकि EVA एनकैप्सुलेंट शॉर्ट-वेवलेंथ प्रकाश को अवशोषित करता है, 30nm SiOx सेल का वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया लाभ आंशिक रूप से छिपा हुआ है... मॉड्यूल पावर लाभ 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 लैमिनेशन के बाद अपना 57% लाभ खो दिया।

• मॉड्यूल पावर लाभ केवल 0.9W.

यह आपके मामले के लिए पेपर-स्तर की व्याख्या है। ग्रेडिएंट समूह (SiOx/SiOxNy कम-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 कर लेता है, ग्रेडिएंट समूह का शॉर्ट-वेव किनारा दब जाता है, CTM गिर जाता है, और समान दक्षता ग्रेड पर शुद्ध SiNx समूह इसे पीछे छोड़ देता 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-स्तर के नुकसान को वापस जोड़ें, और इसका मतलब है कि शुद्ध SiNx समूह अकेले पैकेजिंग चरण में 4.4-6.8W अधिक योगदान देता है। 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-स्तर का लाभ लेमिनेशन के बाद केवल लगभग 0.04% छोड़ता है, और मॉड्यूल निश्चित रूप से उलट सकता है। आपके लाइन परिणाम "शुद्ध SiNx 3-4W अधिक" के समान स्रोत, समान कारण।

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 ठीक वही बैंड है जहां मॉड्यूल में ग्लास + EVA सबसे कठिन अवशोषित करते हैं। ग्रेडिएंट फिल्म का शॉर्ट-वेव किनारा सीधे पैकेजिंग सामग्री द्वारा खा लिया जाता है। इस बीच शुद्ध मल्टीलेयर SiNx अपना एंटी-रिफ्लेक्शन >400nm दृश्य-से-निकट-अवरक्त मुख्य बैंड में पूरी तरह से करता है (लेमिनेशन के बाद भी प्रभावी, जहां सिलिकॉन की क्वांटम प्रतिक्रिया अधिक होती है), इसलिए यह मॉड्यूल स्तर पर अधिक लाभ कमाता है।

इसे लाइन पर लाना: केवल सेल दक्षता से न्याय न करें

① क्या यह अभी लाइन पर चल सकता है?

दोनों कर 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 परत और N/O अनुपात तथा तीन-परत मोटाई मिलान नियंत्रण का एक अतिरिक्त चरण।

हाल ही में TOPCon उद्योग ने "फ्रंट-फिल्म SiNx मल्टीलेयर" दृष्टिकोण को फिर से बढ़ावा दिया है ताकि "फ्रंट-फिल्म नाइट्रस-ऑक्साइड मल्टीलेयर" प्रक्रिया को प्रतिस्थापित किया जा सके। आपने जो डेटा देखा वह उस प्रवृत्ति का लाइन-स्तरीय प्रमाण है। ऐसा नहीं है कि ग्रेडिएंट फिल्म अच्छी नहीं है, बल्कि यह लेमिनेशन परीक्षा में असफल रही।

② क्या यह इसके लायक है?

यह इस पर निर्भर करता है कि आप कैसे गिनते हैं। अकेले सेल दक्षता को 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 के लिए दो-मीट्रिक दृष्टिकोण का उपयोग करना होगा: सेल दक्षता प्लस पैकेजिंग लाभ। उस एक सेल-स्तरीय संख्या को घूरते न रहें, या आप ग्रेडिएंट समूह की तरह समाप्त होंगे, 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 है। UNSW Hoex टीम का पहले का काम पहले ही दिखा चुका है 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-कार्यकर्ता नुकसान 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 से उलट सकता है। सेल दक्षता और मॉड्यूल पावर दोनों को मापें, विशेष रूप से उच्च-स्तरीय मॉड्यूल के लिए जो पावर-ग्रेड प्रीमियम का पीछा करते हैं।

सीमाएं: पेपर क्या नहीं कहता

• Zhang 2019 PERC-प्लेटफॉर्म साक्ष्य है, TOPCon नहीं। लेकिन फ्रंट एंटी-रिफ्लेक्शन ऑप्टिक्स एक ही मूल साझा करते हैं: EVA शॉर्ट-वेव 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 मामला TOPCon है, दिशा में पेपर के अनुरूप। अपनी लाइन पर EQE वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया और लेमिनेशन-पूर्व/पश्चात प्रतिबिंब विभाजन के साथ इसे फिर से चलाने की सिफारिश करें।

• तंत्र इस लेख का अनुमान है, कोई फैसला नहीं। "शुद्ध मल्टीलेयर SiNx में अधिक पैकेजिंग लाभ" (प्रभावी स्पेक्ट्रम ट्रिम + कम परजीवी अवशोषण) के लिए भौतिक व्याख्या को EQE वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया और लेमिनेशन से पहले/बाद के परावर्तन/अवशोषण विभाजन डेटा की आवश्यकता है। यह टुकड़ा भौतिक ढांचा और दिशा देता है। कौन सा बैंड प्रमुख है और परजीवी अवशोषण कहाँ से आता है, यह रेखा वर्णक्रमीय डेटा की प्रतीक्षा करता है।

• 0.61%-0.94% पैकेजिंग-लाभ अंतर एक ऑर्डर-ऑफ-मैग्निट्यूड अनुमान है जो 3-4W और 0.05-0.1% से पीछे की ओर गणना किया गया है। विभिन्न एनकैप्सुलेंट (EVA/POE/EPE) और विभिन्न ग्लास (कोटेड/अनकोटेड) उस संख्या को बदल देंगे।

• द्विफेसियल 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 नहीं है, यह है कि मॉड्यूल चरण में एंटी-रिफ्लेक्शन फिल्म जिस परीक्षा में बैठी थी वह बदल गई।

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।

वह 2019 PERC पेपर पहले ही कह चुका है: SiOx को मॉड्यूल में डालें और सेल-स्तर का लाभ 57% कट जाता है। लाइन पर मापा गया 3-4W व्युत्क्रम पेपर के निष्कर्ष से दिशा में मेल खाता है।

फ्रंट-फिल्म चयन के लिए, उस एकल सेल-दक्षता संख्या को गति निर्धारित न करने दें। पैकेजिंग लाभ को कुल में गिनें।

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, ग्लास और EVA ऊपर जाने पर चुपचाप वाट खो सकती है, इसलिए हम हमेशा ग्राहकों को बताते हैं कि एंटी-रिफ्लेक्शन विकल्प को वास्तविक CTM डेटा के खिलाफ लॉक करें, लैब दक्षता से नहीं। चूंकि Ooitech केवल मॉड्यूल उत्पादन लाइनें बनाता है, यह सेल-से-मॉड्यूल युग्मन वह जगह है जहाँ हमारा लेमिनेशन और प्रक्रिया-प्रशिक्षण कार्य वास्तव में अपनी कमाई करता है। यदि आप देखना चाहते हैं कि ये विकल्प चालू TOPCon लाइन पर कैसे काम करते हैं, तो Ooitech YouTube चैनल (www.youtube.com/ooitech) में फॉलो करने लायक बहुत सारे फैक्ट्री फुटेज हैं।