Film Depan TOPCon SiNx Menang Besar: Daya Modul 3-4W Lebih Tinggi Dibanding Film Gradien

Pengantar Produk

Anda melakukan perbandingan di lini. Dua kelompok sel TOPCon, resep film depan yang berbeda.

• Kelompok film gradien: Tumpukan gradien SiNx/SiOxNy/SiOx (dengan lapisan SiOx/SiOxNy indeks bias rendah)

• Kelompok SiNx murni: SiNx multilayer murni

Hasilnya terbalik.

• Level sel: kelompok gradien memiliki efisiensi 0,05%-0,1% lebih tinggi dari kelompok SiNx murni. Pada sel, film gradien jelas terlihat lebih baik.

• Level modul: setelah laminasi menjadi modul 66-sel 210×210, kelompok SiNx murni sebenarnya 3-4W lebih tinggi dayanya (diukur di lini).

"Kelompok dengan efisiensi sel lebih rendah menghasilkan daya modul lebih tinggi." Bagian Quality terus bertanya mengapa, dan Anda tidak bisa hanya menjawab "keuntungan pengemasan."

Artikel ini menggunakan satu makalah yang solid untuk menjelaskan matematika optik yang kontraintuitif tersebut.

Parameter Teknis

Efisiensi sel ≠ daya modul. Laminasi berada di antaranya.

Ingat satu hal: efisiensi sel dan daya modul bukan perkalian sederhana.

Menggunakan modul TOPCon 66-sel 210×210 dengan sel kelas 25,7% sebagai dasar, data lini menunjukkan bahwa celah efisiensi sel 0,1% setara dengan sekitar 2,8W daya modul. Dengan koefisien itu:

Arahnya berbalik sepenuhnya. Keuntungan di tingkat sel hilang saat laminasi.

Daya modul bukanlah efisiensi sel dikalikan langsung. Kaca, enkapsulan, dan backsheet memberikan penguatan kopling optik (positif) tetapi juga ketidakcocokan arus dan kerugian distribusi (negatif). Hasil bersihnya adalah daya yang diukur. Resep anti-refleksi yang berbeda menghasilkan hasil bersih pasca-laminasi yang sangat berbeda, dan itulah akar dari 'kalah di sel, menang di modul.'

Mekanisme ini sudah diidentifikasi oleh Zhang et al. 2019 (Energies, DOI:10.3390/en12061168) pada platform PERC, didukung oleh simulasi SunSolve dan pengukuran modul.

Keunggulan Teknis

Satu makalah PERC menjelaskan pembalikan dengan jelas

Zhang 2019 mempelajari lapisan anti-refleksi tiga lapis depan pada mono PERC. Dua lapisan pertama tetap SiNx tetap (20nm/45nm). Hanya lapisan ketiga yang berubah.

• Rencana A: lapisan ketiga 15nm SiNx (indeks bias 1.99)

• Rencana B3: lapisan ketiga 30nm SiOx (indeks bias 1.46)

Menggunakan simulasi optik SunSolve (termasuk tekstur piramida), mereka menghitung rata-rata reflektansi tertimbang WAR (300-1100nm):

Pada tingkat sel, B3 memantulkan lebih sedikit daripada A, Isc terukur 62mA lebih tinggi, efisiensi 21.50% vs 21.35% (+0.15% abs). Lapisan dengan lapisan SiOx indeks rendah hanya menang pada sel.

Tetapi pada tingkat modul, plotnya berbalik. Bagian 3.3 mengatakannya dengan jelas:

"Karena enkapsulan EVA menyerap cahaya panjang gelombang pendek, keunggulan respons spektral sel SiOx 30nm sebagian tertutupi... penguatan daya modul hanya 0,9W... memasukkan SiOx ke dalam modul memotong penguatan kinerja tingkat sel sebesar 57%."

Detailnya:

• Rasio CTM: 30nm SiOx 96.1% vs 15nm SiNx 96,5%. Yang SiOx sebenarnya lebih rendah.

• Keunggulan tingkat sel +0,15% kehilangan 57% penguatannya setelah laminasi.

• Penguatan daya modul hanya 0,9W.

Itulah penjelasan tingkat makalah untuk kasus Anda. Grup gradien (dengan lapisan indeks rendah SiOx/SiOxNy, seperti B3 milik Zhang) unggul 0,05-0,1% pada tingkat sel melalui anti-refleksi gelombang pendek. Namun setelah laminasi, EVA menyerap cahaya gelombang pendek <380nm, tepi gelombang pendek grup gradien teredam, CTM turun, dan pada tingkat efisiensi yang sama, grup SiNx murni melampauinya.

Aplikasi Produk

Di mana celahnya, dan seberapa besar

① Tingkat sel: grup gradien unggul 0,05%-0,1%, sekitar 1,4-2,8W

Dengan baseline lini 210 TOPCon 66-sel (0,1% efisiensi sel ≈ 2,8W daya modul), grup gradien berjalan 0,05%-0,1% lebih tinggi pada tingkat sel, yang seharusnya berarti 1,4-2,8W lebih tinggi pada modul.

② Tingkat modul: SiNx murni sebenarnya lebih tinggi 3-4W (terukur di lini)

Terukur, daya modul grup SiNx murni 3-4W lebih tinggi dari grup gradien. Tambahkan kembali kerugian kecil tingkat sel, itu berarti grup SiNx murni berkontribusi 4,4-6,8W lebih banyak hanya pada tahap pengemasan. Terhadap baseline 720W, itu adalah perbedaan penguatan pengemasan 0,61%-0,94%.

③ Dukungan literatur: "Pemotongan 57%" Zhang 2019 (platform PERC)

Temuan PERC Zhang sangat cocok: film dengan lapisan ketiga SiOx unggul +0,15% pada tingkat sel, tetapi setelah laminasi penguatan dipotong 57% dan rasio CTM turun 0,4 poin.

Dikonversi ke 210 TOPCon 66-sel, keunggulan tingkat sel 0,1% hanya menyisakan sekitar 0,04% setelah laminasi, dan modul benar-benar bisa terbalik. Sumber yang sama, penyebab yang sama dengan hasil lini Anda "SiNx murni lebih tinggi 3-4W."

④ Mengapa grup gradien tertinggal pada tingkat modul?

Film gradien dengan SiOx/SiOxNy memiliki kekuatan utama pada anti-refleksi gelombang pendek 300-500nm. Namun, tepatnya itulah pita di mana kaca + EVA menyerap paling keras di modul. Tepi gelombang pendek film gradien langsung dimakan oleh bahan pengemas. Sementara itu, SiNx multilayer murni melakukan anti-refleksi secara menyeluruh pada pita utama tampak hingga inframerah-dekat >400nm (masih efektif setelah laminasi, di mana respons kuantum silikon lebih tinggi), sehingga memberikan keuntungan lebih besar di tingkat modul.

Menerapkannya ke lini produksi: jangan menilai hanya dari efisiensi sel

① Bisakah dijalankan di lini sekarang?

Keduanya bisa. SiNx multilayer murni adalah rute yang matang. Film gradien (SiNx/SiOxNy/SiOx) juga dapat dilakukan pada PECVD tabung, hanya satu lapisan pelapis tambahan ditambah satu langkah kontrol rasio N/O dan pencocokan ketebalan tiga lapisan.

Baru-baru ini industri TOPCon kembali mempromosikan pendekatan "film depan SiNx multilayer" untuk menggantikan proses "film depan nitrous-oksida multilayer". Data yang Anda lihat adalah bukti tingkat lini dari tren tersebut. Bukan berarti film gradien tidak bagus, tetapi gagal dalam ujian laminasi.

② Apakah sepadan?

Tergantung cara menghitungnya. Lihat efisiensi sel saja, film gradien lebih unggul 0,05-0,1%. Namun di tingkat modul, SiNx multilayer murni melampaui dengan 3-4W, dan pada harga per-watt modul TOPCon saat ini, itu adalah ruang premium yang nyata.

Pemilihan film depan harus menggunakan pandangan dua metrik: efisiensi sel ditambah keuntungan pengemasan. Jangan terpaku pada satu angka tingkat sel, atau Anda akan berakhir seperti kelompok gradien, menang di sel tetapi kalah substansi di modul.

③ Apakah stabil?

Ini perlu diperiksa sendiri. Keduanya adalah film multilayer, dan keandalan jangka panjang (stabilitas film di bawah panas lembab, pencocokan dengan enkapsulan yang berbeda) harus diukur. Pekerjaan awal tim Hoex UNSW sudah menunjukkan bahwa TOPCon sangat sensitif terhadap formula enkapsulasi. Film anti-refleksi dan enkapsulan saling terkait. Ubah pelapis, dan pilihan enkapsulan mungkin perlu mengikuti.

Tips jebakan untuk pekerja lini: saat membandingkan dua proses film depan, jangan hanya membandingkan efisiensi sel. Kesenjangan 0,05-0,1% di tingkat sel terlihat kecil, tetapi modul dapat berbalik beberapa watt. Ukur efisiensi sel dan daya modul, terutama untuk modul kelas atas yang mengejar premi kelas daya.

Keterbatasan: apa yang tidak disebutkan dalam makalah

• Zhang 2019 adalah bukti platform PERC, bukan TOPCon. Namun optik anti-refleksi depan memiliki asal yang sama: EVA menyerap gelombang pendek, film SiOx kehilangan tepi gelombang pendeknya, CTM turun. Itu adalah aturan umum optik pengemasan, dan film depan TOPCon mengikutinya. Kasus jalur ini adalah TOPCon, konsisten arahnya dengan makalah. Disarankan untuk menjalankan ulang di jalur Anda sendiri dengan respons spektral EQE ditambah pemisahan refleksi sebelum/sesudah laminasi.

• Mekanismenya adalah kesimpulan artikel ini, bukan keputusan akhir. Penjelasan fisik untuk "SiNx multilayer murni memiliki keuntungan pengemasan lebih tinggi" (spektrum efektif dipangkas + absorpsi parasit rendah) memerlukan respons spektral EQE dan data pemisahan refleksi/absorpsi sebelum/sesudah laminasi untuk memastikannya. Bagian ini memberikan kerangka fisik dan arah. Pita mana yang mendominasi dan dari mana absorpsi parasit berasal menunggu data spektral jalur.

• Kesenjangan keuntungan pengemasan 0,61%-0,94% adalah perkiraan urutan besaran yang dihitung mundur dari 3-4W dan 0,05-0,1%. Enkapsulan yang berbeda (EVA/POE/EPE) dan kaca yang berbeda (dilapisi/tidak dilapisi) akan mengubah angka tersebut.

• Modul bifacial dan enkapsulan pemotong UV lebih lanjut mengubah pemanfaatan gelombang pendek. Kesenjangan antara kedua kelompok dapat terdistribusi ulang dalam skenario kaca ganda + UV-pass.

Ringkasan

Sel TOPCon yang sama, grup gradien unggul 0,1% di tingkat sel, dan setelah pengemasan kehilangan 4W. Perbedaannya bukan hanya efisiensi, tetapi ujian yang dihadapi film anti-refleksi berubah pada tahap modul.

Ujian sel menguji gelombang pendek spektrum penuh, dan grup gradien menjawab dengan baik. Ujian modul menguji spektrum efektif setelah pengemasan, dan grup SiNx murni membalikkan keadaan.

Makalah PERC 2019 itu sudah mengatakannya: masukkan SiOx ke dalam modul dan keuntungan tingkat sel terpotong 57%. Inversi 3-4W yang diukur pada jalur sesuai dengan kesimpulan makalah dalam arah.

Untuk pemilihan film depan, jangan biarkan satu angka efisiensi sel itu menentukan tempo. Hitung keuntungan pengemasan ke dalam total.

Pandangan Ooitech

Kesenjangan sel versus modul di sini persis seperti jebakan yang kami awasi saat menyerahkan jalur modul. Lapisan yang bersinar pada sel dapat menguras daya secara diam-diam begitu kaca dan EVA dipasang di atasnya, jadi kami selalu memberi tahu klien untuk mengunci pilihan anti-refleksi terhadap data CTM nyata, bukan efisiensi laboratorium. Karena Ooitech hanya membangun jalur produksi modul, kopling sel-ke-modul inilah yang membuat pekerjaan laminasi dan pelatihan proses kami benar-benar berharga. Jika Anda ingin melihat bagaimana pilihan ini berperan pada jalur TOPCon yang berjalan, saluran YouTube Ooitech (www.youtube.com/ooitech) memiliki banyak rekaman pabrik yang layak diikuti.