L’efficienza di conversione fotovoltaica è il parametro più critico, ogni volta che una nuova tecnologia di celle fotovoltaiche cerca di superare quella vecchia.
La riduzione dei costi e il miglioramento dell’efficienza delle celle a eterogiunzione (HJT) sono tematiche al centro dell’attenzione, essendo questo uno dei percorsi tecnologici più promettenti per le celle fotovoltaiche in silicio cristallino di prossima generazione.
Dall’inizio del 2023, Akcome Science and Technology (Akcome), un produttore leader mondiale di HJT, ha ottenuto una serie di miglioramenti fondamentali per la riduzione dei costi e il miglioramento dell’efficienza della cella HJT, tra cui celle più sottili, microcristallizzazione superficiale, meno argento, indio -free TCO e tandem perovskite-HJT, ecc., che hanno continuato a spingere il miglioramento dell’efficienza di conversione delle celle HJT.
Dalla microcristallizzazione monolaterale alla microcristallizzazione bifacciale
Rispetto al tradizionale film di silicio amorfo (A-Si), il film di silicio microcristallino offre prestazioni migliori tra cui una migliore trasmissione della luce, un migliore fattore di riempimento, una corrente inferiore, una maggiore tensione a circuito aperto e una maggiore conduttività elettrica e la sua applicazione migliorerà l’efficienza di conversione di cella HJT dello 0,2-0,3% o più.
Il processo di microcristallizzazione di Akcome consiste nel formare un film di silicio microcristallino sulla superficie delle celle di eterogiunzione mediante la tecnologia VHF-PECVD. Akcome ha raggiunto un’efficienza di conversione media della produzione di massa di celle HJT microcristalline a lato singolo del 25,3% -25,4%, con una resa di produzione del 98%. Nel quarto trimestre del 2023, Akcome effettuerà la produzione in serie di celle HJT microcristalline bifacciali e si prevede che l’efficienza di conversione media raggiungerà il 25,6% -25,7%, che è in una posizione di leadership nel settore. Nel frattempo, Akcome ha utilizzato un film di conversione della luce e un vetro di rivestimento a doppio strato AR sull’incapsulamento del modulo e ha spinto il CTM al 98%, il che ha ridotto al minimo la perdita di potenza dell’incapsulamento dalla cella al modulo.
SMBB e 0BB
Akcome ha sviluppato tecnologie come Super Multiple Bus Bar (SMBB) e Zero Bus Bar (0BB) per ridurre i costi e migliorare l’efficienza.
La tecnologia SMBB riduce l’altezza e la larghezza delle barre collettrici aumentandone il numero e migliora l’utilizzo della luce e riduce il consumo di pasta d’argento e la perdita di potenza. A partire dal 2022, i prodotti del modulo HJT di Akcome sono passati da 12BB a 18BB. La massima potenza del fingher del modulo HJT modello 210-66 (18BB) ha superato i 720 W e la potenza media della produzione di massa raggiunge i 705 W.
Facendo riferimento alla tecnologia 0BB, Akcome adotta il nastro di saldatura in rame per interconnettere le celle e raccogliere la corrente dal fingher, e non ci sono barre collettrici d’argento su entrambi i lati anteriore e posteriore della cella. Inoltre, i fingher utilizzano pasta di rame rivestita d’argento e riducono il consumo complessivo di argento della cella a meno di 8 mg per watt. A uquesto si aggiunge: il numero di barre collettrici supportate da nastro di saldatura in rame può essere aumentato a 22-24 BB con l’utilizzo della tecnologia di laminazione a bassa temperatura. Durante SNEC 2023, Akcome ha lanciato il suo modulo 0BB HJT con potenza fino a 730 W ed efficienza di conversione fino al 23,5%. Akcome prevede di produrre in serie moduli HJT da 0BB entro la fine del 2023 o la prima metà del 2024 e il costo della pasta d’argento può essere ridotto a circa CNY0,03-0,04/Watt.
Cella più sottile
HJT ha dei vantaggi naturali nell’adattamento del trattamento diradante. In primo luogo, l’assottigliamento dei wafer HJT non influirà in modo significativo sulla sua efficienza. Rispetto al limite di assottigliamento di 150um per le celle PERC tradizionali, il limite di spessore delle celle HJT, che raramente influirà sull’efficienza di conversione, è di circa 90um; in secondo luogo, il processo di produzione di HJT è semplice e in un ambiente a bassa temperatura, il che è utile ad evitare deformazioni o addirittura frammentazioni del wafer.
Attualmente Akcome sta testando un wafer pilota con uno spessore di 110um, che può migliorare l’efficienza di oltre lo 0,2% rispetto allo spessore di 150um e ridurre il costo della cella di CNY0,03~0,04/Watt. Secondo la pianificazione di ricerca e sviluppo, Akcome prevede di utilizzare wafer da 100um entro la fine dell’anno, per poi passare a 90um a metà del 2024, il che contribuirà a ridurre il costo della sua cella HJT allo stesso livello dell’attuale cella PERC.
Riduzione del consumo di argento
La pasta d’argento è il materiale ausiliario principale per la produzione di celle HJT e rappresenta oltre il 40% del costo oltre al silicio. Akcome continua a concentrarsi su tecnologie senza argento, come il rame rivestito di argento e l’elettroplaccatura del rame, per ridurre il costo e il consumo di argento. Oggi, Akcome utilizza pasta di rame rivestita d’argento con un contenuto di argento del 40% -50%, che ha un costo inferiore rispetto alla proporzione tradizionale del settore del 50%. In futuro l’obiettivo di Akcome è la pasta di rame rivestita d’argento, al 30% -20% .
Dal 2018, Akcome sviluppa la tecnologia galvanica del rame. Attualmente, Akcome ha costruito una linea pilota per la tecnica galvanica del rame: il processo di incapsulamento del modulo e l’affidabilità del modulo sono in fase di test. Le celle HJT microcristalline bifacciali supportate da barre collettrici metalliche in rame elettrolitico porteranno a un miglioramento dell’efficienza di conversione di circa lo 0,5%.
Il Dr. Xiner Huang, Vicepresidente dell’Akcome Technology Research Institute, ha detto: “Akcome ha raggiunto l’obiettivo di ridurre l’argento in HJT attraverso rame rivestito di argento, con la tecnica galvanica del rame, ottimizzazione grafica delle barre collettrici e 0BB, ecc. Si prevede che il il costo della pasta d’argento di HJT può essere ridotto a CNY0.05/Watt, entro la fine del 2023.”
TCO senza indio e con riduzione di indio
L’indio, un metallo raro di ossido di indio e stagno (ITO), è un fattore importante nell’elevato costo di produzione delle celle HJT. Per ridurre il costo del metallo, Akcome sviluppa continuamente soluzioni di rivestimento con ossido conduttivo trasparente (TCO) privo di indio e a ridotto contenuto di indio. Attualmente, Akcome sta costantemente portando avanti la linea pilota di TCO a ridotto contenuto di indio e senza indio, che dovrebbe essere introdotta nella produzione di massa all’inizio del 2024. Con l’introduzione del TCO senza indio, il costo del TCO sarà ulteriormente ridotto di CNY0.01-0.02/Watt.
Perovskite e HJT Tandem
La perovskite e la cella tandem HJT sono indicazioni tecnologiche all’avanguardia per migliorare il potenziale della tecnologia HJT. Akcome ha istituito un team di ricerca e sviluppo professionale e si concentra sulla ricerca, preparazione e applicazione della cella tandem Perovskite-HJT. Attualmente, Akcome sta costruendo una linea pilota per raggiungere l’obiettivo iniziale di superare l’efficienza di conversione media della cellula del 30%.
Diversi istituti di ricerca cinesi ritengono che l’aumento dell’efficienza della cella HJT sia la chiave per il completamento della sostituzione tecnologica. Akcome prevede che entro la fine del 2023 il costo del modulo HJT di Akcome sarà uguale a quello del modulo TOPCon e trarrà vantaggio dal confronto con il TOPCon con una maggiore efficienza di conversione e migliori caratteristiche prestazionali.
In qualità di leader globale della tecnologia HJT, Akcome ha ottenuto finora una capacità di produzione di celle HJT di 4 GW e ne farà di più in futuro. Akcome assumerà un ruolo guida nella fornitura di moduli HJT di tipo N di alta qualità, ad alta efficienza e a basso costo, per i clienti globali.
