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剖析背接触技之MWT技术

2020年以来,随着碳中和战略、绿色能源结构调整的不断推进,绿色建筑、零耗能建筑等分布式光伏飞速发展,光伏组件的效率、可靠性、发电收益要求更高。但基于应用环境限制,特别在分布式屋顶,双玻组件的双面优势无法发挥,单玻组件成为学界、业界共同关注的焦点。

以背接触技术作为将受光面积利用最大化的技术平台,或成为单玻组件突破效率瓶颈、提高转换效率的最优解决方案。背接触技术,区别于传统光伏组件结构,去除正面焊带设计,电流运动均在背面进行,减少正面遮挡,把组件正面受光面积利用至极致,实现转换效率质的提升。

实际上,由于对制造工艺的精益化需求,以及制造材料的高标准要求,技术发展进程受限于制造成本、量产技术等因素,背接触技术发展初期较为缓慢。但基于市场的需求,产学研多方数年的合作努力,从核心材料到控制成本,目前背接触技术阵营逐渐成熟并不断壮大。

现背接触技术主要分为如下三种:发射极环绕穿通(EWT) ,金属穿孔卷绕(MWT)和插指式背接触(IBC),其中MWT及IBC经过产业化运作尝试,已颇有成效,成为背接触技术的潜力成员。

其中IBC,主要以SunPower公司为首,该公司拥有量产效率最高的IBC电池。该技术的特点是暴露在前表面光照下而产生的载流子仍然可以在电池的背面被收集,这不仅完全消除了前表面的遮荫损失,也降低了电池的串联电阻。其背面N型层与P型层相互交替,在N/P界面上形成PN结。电极从N型与P型上分别导出,整个电池正面没有任何电极和铅锡焊带,有效提高了正面的光线利用率,提升转换效率,但是焊接从背面进行,且背面焊接技术与传统的不一样,工艺技术要求高,同时也带来了较高的制造成本,若想更大规模的产业化发展和在终端应用,降本之路任重而道远。

MWT(金属穿孔卷绕)背接触技术,则是背接触技术阵营的另一途径。以日托光伏为代表的企业,成功突破行业瓶颈,实现了MWT技术的低成本化的GW级量产。据了解,日托MWT主要采用激光打孔、背面布线的技术消除正面电极的主栅线,正面电极细栅线搜集的电流通过孔洞中的银浆引到背面,这样电池的正负电极点都分布在电池片的背面,有效减少了正面栅线的遮光面积,提高了组件效率,同时降低了银浆的耗量和金属电极-发射极界面的少子复合损失。组件以高效率、高可靠性以及无铅化等综合优势成功脱颖而出。

据日托相关负责人介绍,“导电背板”是MWT技术实现成本可控进而量产的“核心材料”。在创立之初,日托光伏曾为克服电池片串联问题尝试过多种方案,包括焊接,但最后经过多种条件下实验、测试,选择了最优的解决方案,即导电背板。

MWT组件主要采用导电背板结合导电胶连接电池片,通过激光刻线技术,自由串联上层电池片,同时组件采用平面二维封装技术,全程无焊接工艺,避免了焊带焊接带来的应力,以及可能产生的电池片隐裂,提高组件可靠性,且平均工作温度降低3℃,进一步提高了组件的转换效率,此外,MWT组件可采用更薄硅片,进一步控制组件成本,实现组件达到量产条件。正是这种核心的技术和材料使得日托光伏的MWT组件成为现阶段全球背接触光伏产品阵营的领导者,实现了这一高效技术的最佳性价比。

值得一提的是,导电背板不仅可以说是MWT技术的核心材料,也可以说是背接触技术的核心材料。日托光伏正在积极开发导电背板的新应用,包括与IBC、HJT等技术结合,期待未来在背接触的平台上,发挥彼此在效率、可靠性方面的优势,实现单玻组件的效能最大化。

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