Направление разработки замены фотоэлектрической серебряной пасты

Замена серебряной пасты может стать основным направлением снижения затрат. Поскольку на пасту приходится значительная часть стоимости некремниевых батарей, снижение удельного расхода серебряной пасты всегда было ключевым направлением снижения затрат в аккумуляторном звене. Раньше снижение затрат достигалось в основном двумя способами:

(1) Уменьшение ширины мелкой сетки

(2) Увеличение количества основных сетей. При увеличении основной сетки ширина становится тоньше, а расход серебра снижается.

В серебряной системе сокращение использования пасты ограничено, главным образом потому, что эффективность текущих элементов батареи выше, а роль пасты заключается в сборе тока. Трудно продолжать существенно сокращать относительный объем заявок. Поэтому замена серебра более дешевым металлом может стать основным направлением снижения себестоимости.

Алюминиевая паста использовалась и раньше, но при ее крупномасштабном применении возникают определенные проблемы. Алюминий является широко используемым металлом в промышленности и может поставляться в больших количествах для фотоэлектрического производства. Он имеет низкую стоимость и может значительно снизить стоимость некремниевых фотоэлектрических элементов. Высокотемпературная алюминиевая паста использовалась в течение многих лет в эпоху PERC. Удельное сопротивление алюминия примерно в 1,7-1,8 раза больше, чем у серебра. Хотя потерю сопротивления линии можно компенсировать увеличением ширины линии или добавлением кремния в алюминиевую пасту для ингибирования реакции между алюминиевой пастой и поликремнием, тем самым уменьшая рекомбинацию границ раздела и увеличивая напряжение открытия батареи, все же существует определенный разрыв с серебром по удельному сопротивлению.

Кроме того, алюминию сложно поддавать форму. В условиях более строгих требований к соотношению размеров линий сетки и удельному сопротивлению все еще существуют определенные проблемы при последующем крупномасштабном применении высокоэффективных двусторонних ячеек.

Медная паста делает успехи. Разница в сопротивлении меди и серебра невелика. Ранее промышленность добилась определенного прогресса в применении медной пасты.

В 2020 году FuturaSun выпустила серию модулей IBC N-типа ZEBRA для европейских бытовых фотоэлектрических, а также промышленных и коммерческих рынков с использованием в пасте медной пасты. Медные электроды обладают хорошими сварочными электрическими свойствами и стабильностью:

а) Что касается сварки, когда температура сварки увеличивается до 440 градусов, сила отслаивания достигает 0,76 Н/мм, что близко к уровню силы отслаивания традиционных шин с серебряной пастой;

б) Что касается стабильности электрических характеристик, электрические характеристики всех компонентов до TC600 остаются стабильными, демонстрируя хорошую термомеханическую стабильность.

Исследования и разработки медной пасты сложны, и ожидается, что другие подходы решат трудности с применением медной пасты. При применении медной пасты необходимо учитывать не только связь с пастой, но и трудности сотрудничества последующих производителей аккумуляторов. Что касается самого паста, то суть применения медной пасты заключается в решении трех задач:

1. Окисляемость меди:Медь более активна и легко окисляется при высокотемпературном спекании, поэтому антиокислительная обработка особенно важна;

2. Диффузия:Серебряная паста после спекания образует сплав, а медь легко распределяется по аккумуляторному элементу в процессе спекания. Атомы меди с большей вероятностью повлияют на PN-переход;

3. Стабильность сварки:Компоненты ZEBRA достигли большого прогресса в сварке, а сила отслаивания близка к уровню отслаивания традиционных шин с серебряной пастой, но определенный разрыв все еще существует.

Кроме того, медная паста может иметь разные решения с точки зрения выбора медного порошка сырья, последующей обработки (например, антиокислительной), рецептуры, добавок, конкретных деталей спекания и т. д., и ожидается, что отраслевые барьеры будут выше.