Dirección de desarrollo del reemplazo de pasta de plata fotovoltaica
Reemplazar la pasta de plata puede ser la principal dirección para reducir costos. Dado que la pasta representa una alta proporción del costo de las baterías sin silicio, reducir el consumo unitario de pasta de plata siempre ha sido la dirección clave para reducir los costos del enlace de batería. En el pasado, la reducción de costos se lograba principalmente de dos maneras:
(1) Reducir el ancho de la cuadrícula fina
(2) Incrementar el número de redes principales. Cuando se aumenta la rejilla principal, el ancho se vuelve más delgado y se reduce el consumo de plata.
En el sistema plateado, la reducción en el uso de pasta es limitada, principalmente porque la eficiencia de las celdas de batería actuales es mayor y la función de la pasta es recolectar corriente. Es difícil seguir reduciendo significativamente la cantidad relativa de solicitudes. Por lo tanto, reemplazar la plata con un metal de menor costo puede ser la principal dirección para reducir costos.
La pasta de aluminio se ha utilizado antes, pero existen ciertos desafíos en la aplicación a gran escala. El aluminio es un metal de uso común en la industria y puede suministrarse en grandes cantidades para la fabricación fotovoltaica. Tiene un bajo costo y puede reducir significativamente el costo de las células fotovoltaicas sin silicio. La pasta de aluminio de alta temperatura se ha utilizado durante muchos años en la era PERC. La resistividad del aluminio es aproximadamente 1,7-1.8 veces la de la plata. Aunque la pérdida de resistencia de la línea se puede compensar aumentando el ancho de la línea, o agregando silicio a la pasta de aluminio para inhibir la reacción entre la pasta de aluminio y el polisilicio, reduciendo así la recombinación de la interfaz y aumentando el voltaje de apertura de la batería, todavía existe una cierta brecha con la plata en términos de resistividad.
Además, el aluminio es difícil de moldear. Bajo los requisitos más estrictos de resistividad y relación de aspecto de la línea de rejilla, todavía existen ciertos desafíos en la posterior aplicación a gran escala de celdas bifaciales de alta eficiencia.
La pasta de cobre avanza. La diferencia de resistividad entre el cobre y la plata es pequeña. La industria ha logrado algunos avances en la aplicación de pasta de cobre anteriormente.
En 2020, FuturaSun lanzó la serie "ZEBRA" de módulos IBC tipo N para los mercados fotovoltaico doméstico e industrial y comercial europeo, utilizando pasta de cobre en la pasta. Los electrodos de cobre tienen buen rendimiento en estabilidad y propiedades eléctricas de soldadura:
a) En términos de soldadura, cuando la temperatura de soldadura aumenta a 440 grados, la fuerza de pelado alcanza 0,76 N/mm, que está cerca del nivel de fuerza de pelado de las barras colectoras de pasta de plata tradicionales;
b) En términos de estabilidad del rendimiento eléctrico, el rendimiento eléctrico de todos los componentes antes del TC600 se mantiene estable, mostrando una buena estabilidad termomecánica.
La investigación y el desarrollo de la pasta de cobre son difíciles y también se espera que otros enfoques resuelvan las dificultades en la aplicación de la pasta de cobre. La aplicación de pasta de cobre no solo debe considerar el vínculo de la pasta, sino también la dificultad de los fabricantes de baterías posteriores para implementar la cooperación. Para el enlace de pasta en sí, el núcleo de la aplicación de pasta de cobre es resolver tres problemas:
1. La oxidabilidad del cobre:El cobre es más activo y se oxida fácilmente durante la sinterización a alta temperatura, y el tratamiento antioxidante es particularmente crítico;
2. Difusión:La pasta de plata forma una aleación después de la sinterización y el cobre es fácil de difundir en la celda de la batería durante el proceso de sinterización. Es más probable que los átomos de cobre afecten la unión PN;
3. Estabilidad de la soldadura:Los componentes ZEBRA han logrado grandes avances en la soldadura y la fuerza de pelado está cerca del nivel de pelado de las barras colectoras de pasta de plata tradicionales, pero todavía hay una cierta brecha.
Además, la pasta de cobre puede tener diferentes soluciones en términos de selección de materia prima en polvo de cobre, posprocesamiento (como antioxidación), formulación, aditivos, detalles de sinterización específicos, etc., y se espera que las barreras de la industria sean más alto.