ทิศทางการพัฒนาของการเปลี่ยนซิลเวอร์เพสต์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

การเปลี่ยนเพสต์เงินอาจเป็นทิศทางหลักในการลดต้นทุน เนื่องจากเพสต์คิดเป็นสัดส่วนที่สูงของต้นทุนแบตเตอรี่ที่ไม่ใช่ซิลิคอน การลดการใช้ซิลเวอร์เพสต์ต่อหน่วยจึงเป็นทิศทางการลดต้นทุนที่สำคัญของการเชื่อมต่อแบตเตอรี่มาโดยตลอด ในอดีตการลดต้นทุนทำได้โดยหลักๆ 2 วิธี คือ

(1) การลดความกว้างของตารางละเอียด

(2) การเพิ่มจำนวนกริดหลัก เมื่อกริดหลักเพิ่มขึ้น ความกว้างจะบางลงและการใช้เงินจะลดลง

ในระบบซิลเวอร์ การลดการใช้เพสต์นั้นมีจำกัด สาเหตุหลักมาจากประสิทธิภาพของเซลล์แบตเตอรี่ในปัจจุบันสูงกว่า และบทบาทของเพสต์คือการสะสมกระแสไฟฟ้า เป็นการยากที่จะลดปริมาณการใช้ที่เกี่ยวข้องลงอย่างมากต่อไป ดังนั้นการเปลี่ยนเงินเป็นโลหะราคาถูกอาจเป็นทิศทางหลักในการลดต้นทุน

อะลูมิเนียมเพสต์เคยใช้มาก่อน แต่มีความท้าทายบางประการในการใช้งานขนาดใหญ่ อลูมิเนียมเป็นโลหะที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมและสามารถนำไปใช้ในการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในปริมาณมาก มีต้นทุนต่ำและสามารถลดต้นทุนที่ไม่ใช่ซิลิคอนของเซลล์แสงอาทิตย์ได้อย่างมาก อะลูมิเนียมเพสต์อุณหภูมิสูงมีการใช้กันมานานหลายปีในยุค PERC ความต้านทานของอะลูมิเนียมอยู่ที่ประมาณ 1.7-1.8 เท่าของความต้านทานของเงิน แม้ว่าการสูญเสียความต้านทานของเส้นสามารถชดเชยได้โดยการเพิ่มความกว้างของเส้นหรือเพิ่มซิลิคอนลงในอลูมิเนียมเพื่อยับยั้งปฏิกิริยาระหว่างอลูมิเนียมเพสต์และโพลีซิลิคอน ซึ่งจะช่วยลดการรวมตัวของอินเทอร์เฟซใหม่และเพิ่มแรงดันไฟฟ้าในการเปิดแบตเตอรี่ แต่ก็ยังมีบางอย่าง ช่องว่างกับเงินในแง่ของความต้านทาน

นอกจากนี้อลูมิเนียมยังขึ้นรูปได้ยาก ภายใต้ข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้นของอัตราส่วนกว้างยาวของเส้นกริดและความต้านทานไฟฟ้า ยังคงมีความท้าทายบางประการในการใช้งานเซลล์สองหน้าประสิทธิภาพสูงในวงกว้างในเวลาต่อมา

เนื้อทองแดงกำลังคืบหน้า ความแตกต่างของความต้านทานระหว่างทองแดงและเงินมีน้อย อุตสาหกรรมนี้มีความก้าวหน้าในการใช้ทองแดงเพสต์มาก่อน

ในปี 2020 FuturaSun ได้เปิดตัวโมดูล IBC ชนิด N ซีรีส์ "ZEBRA" สำหรับตลาดไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในครัวเรือน ยุโรป ตลาดอุตสาหกรรม และเชิงพาณิชย์ โดยใช้ทองแดงเพสต์ในเนื้อครีม อิเล็กโทรดทองแดงมีประสิทธิภาพที่ดีในการเชื่อมคุณสมบัติทางไฟฟ้าและความเสถียร:

ก) ในแง่ของการเชื่อม เมื่ออุณหภูมิการเชื่อมเพิ่มขึ้นเป็น 440 องศา แรงลอกจะสูงถึง 0.76N/mm ซึ่งใกล้เคียงกับระดับแรงลอกของบัสบาร์แบบวางเงินแบบดั้งเดิม

b) ในแง่ของความเสถียรด้านประสิทธิภาพทางไฟฟ้า ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของส่วนประกอบทั้งหมดก่อน TC600 ยังคงมีเสถียรภาพ ซึ่งแสดงให้เห็นเสถียรภาพทางความร้อนเชิงกลที่ดี

การวิจัยและพัฒนาทองแดงเพสต์เป็นเรื่องยาก และคาดว่าแนวทางอื่นๆ จะช่วยแก้ปัญหาในการใช้ทองแดงเพสต์ได้ การใช้ทองแดงวางไม่เพียงแต่ต้องพิจารณาการเชื่อมโยงการวาง แต่ยังยากของผู้ผลิตแบตเตอรี่ขั้นปลายในการดำเนินการความร่วมมือ สำหรับการวางลิงค์นั้น แกนหลักของการใช้ทองแดงคือการแก้ปัญหาสามประการ:

1. ความสามารถในการออกซิไดซ์ของทองแดง:ทองแดงมีความว่องไวกว่าและออกซิไดซ์ได้ง่ายในระหว่างการเผาผนึกที่อุณหภูมิสูง และการบำบัดต่อต้านอนุมูลอิสระถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง

2. การแพร่กระจาย:ซิลเวอร์เพสต์จะก่อตัวเป็นโลหะผสมหลังจากการเผาผนึก และทองแดงจะแพร่กระจายบนเซลล์แบตเตอรี่ได้ง่ายในระหว่างกระบวนการเผาผนึก อะตอมของทองแดงมีแนวโน้มที่จะส่งผลกระทบต่อจุดเชื่อมต่อ PN มากกว่า

3. เสถียรภาพในการเชื่อม:ส่วนประกอบของ ZEBRA มีความก้าวหน้าอย่างมากในการเชื่อม และแรงลอกนั้นใกล้เคียงกับระดับการลอกของบัสบาร์แบบซิลเวอร์เพสต์แบบดั้งเดิม แต่ยังคงมีช่องว่างอยู่บ้าง

นอกจากนี้ Copper Paste อาจมีวิธีแก้ปัญหาที่แตกต่างกันในแง่ของการเลือกผงทองแดงที่เป็นวัตถุดิบ กระบวนการหลังการประมวลผล (เช่น การต่อต้านอนุมูลอิสระ) การกำหนดสูตร สารเติมแต่ง รายละเอียดการเผาผนึกเฉพาะ ฯลฯ และอุปสรรคทางอุตสาหกรรมที่คาดว่าจะเป็น สูงกว่า