Sel Surya BC Dijelaskan: Struktur, Perbedaan
Daftar Isi
Jawaban singkat: Sel surya BC, singkatan dari back-contact, adalah sel silikon kristalin berefisiensi tinggi dengan kontak positif dan negatif di permukaan belakangnya. Memindahkan kontak dari bagian depan menghilangkan bayangan busbar yang diterima sel konvensional, sehingga lebih banyak area sel tersedia untuk cahaya, dan juga menghilangkan kebutuhan akan pita solder depan. Biayanya adalah pola belakang yang lebih padat: karena kedua polaritas saling bertautan di bagian belakang, metalisasi belakang dan isolasi antara kedua set kontak harus didefinisikan jauh lebih presisi daripada pada sel TOPCon atau PERC. Kompleksitas belakang itulah yang membuat sel BC lebih mahal untuk diproduksi dan lebih menuntut untuk dirangkai, dan itulah sebabnya arsitektur ini tetap berada di tingkat produk berefisiensi tinggi alih-alih beralih ke pasar volume tempat TOPCon berada.
Manufaktur Modul PV · oleh Jerry, Ooitech
Pengantar Produk
Sel surya BC, singkatan dari sel surya Back Contact, adalah teknologi sel silikon kristalin efisiensi tinggi di mana emitor, medan belakang, dan elektroda logam semuanya ditempatkan di sisi belakang sel. Bentuk dasarnya biasanya dikenal sebagai IBC, atau Interdigitated Back Contact sel.
Dibandingkan dengan sel silikon kristalin konvensional, fitur paling mencolok dari sel BC adalah tidak adanya garis kisi logam di permukaan depan. Karena sisi depan bebas dari naungan busbar dan finger, lebih banyak sinar matahari dapat masuk ke permukaan sel, kehilangan optik berkurang, dan area pembangkit listrik efektif meningkat. Inilah mengapa sel BC sering digunakan untuk modul surya efisiensi tinggi dan estetika tinggi.
Apa yang Membuat Sel BC Berbeda
Perbedaan utama antara sel BC dan PERC, TOPCon atau sel HJT bukan sekadar jenis wafer atau lapisan pasivasi tunggal. Ide inti teknologi BC bersifat struktural: sambungan PN dan elektroda logam dipindahkan ke sisi belakang sel.
Misalnya, TOPCon sering dibahas dalam kaitannya dengan substrat silikon tipe-N, pasivasi sisi depan, dan struktur kontak pasivasi terowongan oksida sisi belakang. PERC biasanya didasarkan pada peningkatan pasivasi belakang. HJT menggunakan pasivasi silikon amorf dan kontak heterojunction. BC, bagaimanapun, berfokus pada menghilangkan naungan elektroda sisi depan dengan memindahkan struktur pengumpulan arus ke belakang.
Karena itu, BC juga dapat dikombinasikan dengan teknologi sel lainnya. Teknologi BC murni umumnya diwakili oleh IBC. TOPCon plus BC dapat membentuk teknologi TBC; HJT plus BC dapat membentuk teknologi HBC. HPBC dikenal sebagai rute terkait IBC tipe-P, sedangkan ABC mengacu pada teknologi All Back Contact, sering dibahas bersama dengan konsep desain pengurangan perak atau bebas perak.
Parameter Teknis
Struktur Sel BC Khas
Mengambil IBC sebagai contoh, perubahan struktural yang paling penting adalah bahwa sambungan PN dan elektroda logam terletak di sisi belakang sel. Permukaan depan terutama digunakan untuk penyerapan cahaya dan pasivasi, sedangkan permukaan belakang menyelesaikan pemisahan pembawa dan pengumpulan arus melalui daerah positif dan negatif yang saling terkait.
| Item | Deskripsi |
|---|---|
| Jenis sel | sel surya Back Contact |
| Rute teknologi dasar | IBC, Interdigitated Back Contact |
| Fitur sisi depan | Tidak ada bayangan garis kisi logam di sisi depan |
| Fitur sisi belakang | Elektroda positif dan negatif disusun di sisi belakang |
| Desain struktural inti | Sambungan PN dan elektroda logam dipindahkan ke sisi belakang |
| Manfaat utama | Mengurangi kehilangan bayangan optik dan meningkatkan area penyerapan cahaya efektif |
| Rute yang kompatibel | IBC, TBC, HBC, HPBC, ABC dan struktur berbasis BC lainnya |
| Dampak proses modul | Memerlukan logika penyolderan string yang berbeda dibandingkan dengan sel PERC, TOPCon dan HJT |
Proses Manufaktur Sel IBC
Proses sel IBC yang khas dapat diringkas sebagai berikut:
Pemolesan kimia dan penghilangan kerusakan
Difusi tabung BBr3
Pertumbuhan masker oksigen kering
Sablon untuk pembukaan BSF lokal
Difusi tabung POCl3
Teksturisasi
Pasivasi dua sisi
Sablon untuk pembukaan kontak lokal
Metalisasi sablon
Tantangan inti dari teknologi BC adalah bagaimana menyiapkan daerah tipe-p dan tipe-n berkualitas tinggi di bagian belakang sel dalam pola interdigitated. Dalam proses tipikal, mask difusi interdigitated yang mengandung boron dapat dicetak di sisi belakang. Setelah difusi, boron masuk ke substrat tipe-N dan membentuk daerah p+. Area tanpa mask cetak kemudian dapat membentuk daerah n+ melalui difusi fosfor.
Di sisi depan, tekstur piramida digunakan untuk meningkatkan penangkapan cahaya, sementara medan permukaan depan, sering disebut FSF, dibentuk untuk meningkatkan kinerja listrik. Kombinasi manajemen optik dan pengumpulan pembawa di sisi belakang ini adalah salah satu alasan mengapa teknologi BC menarik untuk modul premium.
Keunggulan Teknis
Tanpa Bayangan Grid Sisi Depan
Keuntungan paling langsung dari sel BC adalah permukaan depan tidak memiliki garis grid logam. Ini mengurangi kerugian bayangan dan meningkatkan pemanfaatan cahaya. Untuk tampilan modul, permukaan depan serba hitam atau hampir seragam juga dapat memberikan efek visual yang lebih bersih, yang sangat menarik dalam aplikasi PV komersial, industri, dan bangunan yang terdistribusi.
Potensi Efisiensi Lebih Tinggi
Karena permukaan depan dapat menerima lebih banyak cahaya datang, sel BC memiliki keunggulan efisiensi teoretis dan praktis yang kuat. Ketika dikombinasikan dengan teknologi pasivasi canggih seperti TOPCon atau HJT, struktur BC dapat lebih meningkatkan efisiensi konversi.
Integrasi Teknologi yang Fleksibel
BC tidak terbatas pada satu jalur sel tunggal. Ini dapat berfungsi sebagai struktur platform dan dikombinasikan dengan teknologi efisiensi tinggi lainnya. Inilah mengapa industri membahas rute seperti TBC, HBC, HPBC, dan ABC. Arah umumnya sama: mengurangi kerugian optik, meningkatkan pengumpulan pembawa, dan meningkatkan output daya modul.
Desain Grid Sisi Belakang Khusus
Karena elektroda positif dan negatif terletak di sisi belakang, tata letak grid sel BC sangat berbeda dari sel konvensional. Contoh berikut menggunakan garis merah untuk busbar positif dan garis biru untuk busbar negatif, dengan mengambil contoh tata letak sisi belakang 18BB.
Ketika jari-jari halus juga ditampilkan, jari-jari positif dan negatif diatur dalam pola interdigitated. Daerah sambungan PN juga didistribusikan dengan cara interdigitated yang serupa. Busbar utama mengumpulkan arus dengan menyilang dan menghubungkan struktur jari yang sesuai.
Dari gambar sel BC nyata, kita dapat melihat tidak hanya garis kisi sisi belakang, tetapi juga titik PAD di kedua sisi setengah sel. Titik PAD ini penting untuk sambungan listrik dan desain penyolderan, terutama pada struktur interkoneksi kepadatan tinggi.
Aplikasi Produk
Prinsip Penyolderan Rangkaian Sel BC
Penyolderan sel BC berbeda dari penyolderan sel PERC atau TOPCon konvensional. Untuk sel grid dua sisi biasa, pita biasanya menghubungkan dari sisi belakang satu sel ke sisi depan sel berikutnya. Pada sel BC, elektroda positif dan negatif berada di sisi belakang, sehingga pita penyolderan harus mengikuti jalur koneksi yang berbeda.
Seperti yang ditunjukkan pada diagram, penyolderan rangkaian BC mewujudkan koneksi seri sel dengan menggunakan pita penyolderan dalam pola siklik dan berselang-seling antara dua sel yang berdekatan. Ini berbeda dari metode pengelasan yang digunakan untuk sel TOPCon, di mana pita bergerak dari belakang satu sel ke depan sel berikutnya.
Satu sel penuh dapat dibagi menjadi dua setengah sel, A dan B. Elektroda setengah sel A dan setengah sel B diatur berlawanan satu sama lain. Selama penyolderan rangkaian sel BC, pita dari sel awal ditarik ke elektroda negatif setengah sel A dan kemudian dipotong. Logika koneksi berikut kemudian diulang:
Dari elektroda positif setengah sel A pada sel 1 ke elektroda negatif setengah sel B pada sel yang sama
Dari elektroda positif setengah sel B pada sel 1 ke elektroda negatif setengah sel A pada sel 2
Ulangi siklus di atas untuk menyelesaikan koneksi rangkaian sel
Di area yang disorot, pita sebenarnya adalah satu pita kontinu. Warna yang berbeda digunakan hanya untuk membuat hubungan elektroda positif dan negatif lebih mudah dipahami. Diagram dengan jelas menunjukkan pola pengelasan berselang-seling siklik pada sel BC.
Rangkaian sel yang selesai menunjukkan bagaimana pita pengelasan diatur di beberapa sel BC. Jenis perangkaian ini memerlukan penempatan pita yang akurat, kontrol tegangan yang stabil, penentuan posisi yang presisi, dan pemahaman yang baik tentang pola elektroda sisi belakang.
Diagram aliran saat ini lebih lanjut menjelaskan prinsip koneksi seri. Karena jalur arus terbentuk di sisi belakang melalui perutean pita yang terhuyung-huyung, peralatan stringing BC dan kontrol proses lebih menuntut daripada penyolderan pita standar untuk sel tradisional.
Kontak dan Pembelian
Catatan Praktis untuk Pembuatan Modul BC
Bagi produsen yang berencana memproduksi modul BC, bagian stringing sel adalah salah satu titik proses terpenting. Desain elektroda sisi belakang berarti logika stringing konvensional tidak dapat begitu saja ditiru. Peralatan harus mendukung penyelarasan kontak belakang yang akurat, pengumpanan pita yang terkontrol, suhu penyolderan yang stabil, dan inspeksi yang andal setelah pengelasan.
Dalam produksi, insinyur harus memperhatikan offset pita, kualitas sambungan solder, risiko retak sel, pencocokan titik PAD, dan konsistensi jalur arus. Setiap penyimpangan kecil dalam penyolderan sisi belakang dapat menyebabkan peningkatan resistansi, kehilangan daya, atau masalah keandalan setelah laminasi dan operasi luar ruangan jangka panjang.
Pandangan Ooitech
Sebagai pemasok peralatan, kami melihatnya seperti ini: teknologi BC bukan hanya peningkatan efisiensi sel, tetapi juga tantangan pembuatan modul, terutama dalam akurasi penyolderan string dan kontrol interkoneksi sisi belakang. Untuk lini produksi panel surya, kuncinya adalah mencocokkan desain stringer dengan pola elektroda sel BC yang sebenarnya, bukan memperlakukannya seperti proses TOPCon atau PERC yang dimodifikasi. Menurut pandangan kami, pabrik yang mengevaluasi modul BC harus memverifikasi stabilitas penyolderan, perutean pita, dan kinerja EL pada skala percontohan sebelum beralih ke produksi massal.
