HJT太陽電池因其高能量轉換效率、較少的制造工序、較低的制備溫度和更優的溫度系數而受到廣泛關注。HJT太陽電池的低溫制備特性限制了漿料的選擇,導致銀漿導電性較差,成本較高。為降低成本,行業內開發了多種方案,如銀包銅漿料、電鍍銅技術、激光轉印技術和無主柵技術等。太陽電池的制備

HJT 太陽電池的結構示意圖
使用n型硅片作為襯底,依次進行堿制絨、等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)制備非晶硅薄膜、磁控濺射(PVD)沉積透明導電氧化物薄膜(TCO)和絲網印刷制作金屬電極,制備得到HJT太陽電池。采用銀含量為50%的銀包銅漿料制備金屬電極。銀包銅柵線的結構表征及拉力性能

銀包銅 HJT 太陽電池正面細柵線的 SEM 圖
銀包銅漿料中的粉末呈球形顆粒狀,分散性良好,柵線呈現出清晰的結構,銀包銅顆粒均勻分布在柵線中,表明漿料在低溫燒結過程中能夠形成良好的導電性。這種均勻分布有助于提高電極的導電性和與透明導電氧化物(TCO)薄膜的接觸性能。

銀包銅 HJT 太陽電池正面柵線的形貌圖
通過3D顯微鏡拍攝的柵線形貌圖,顯示柵線的平整度和均勻性。柵線的平整度存在差異,高低起伏不均勻,可能是由于網版的網結導致線型均勻性差。
銀包銅柵線的平均線寬約為43μm,平均線高約為14μm,高寬比約為32.5%,略低于常規低溫銀漿HJT太陽電池柵線的性能,但銀包銅柵線仍能實現良好的電極功能,且具有足夠的機械強度。

銀包銅 HJT 太陽電池正面柵線拉力圖
銀包銅HJT太陽電池正面柵線的拉力測試結果:拉力基本在2.0 N以上,最高達到7.4 N,平均拉力為3.5 N,表明柵線的機械性能合格。
銀包銅柵線的拉力性能與傳統低溫銀漿相當,甚至略高,說明其在機械性能上能夠滿足實際應用需求。電性能研究
銀包銅 HJT 太陽電池的光電轉換效率分布圖
銀包銅 HJT 太陽電池的電性能
銀包銅HJT太陽電池光電轉換效率主要集中在24.3%~24.7%之間,占比最高的檔位為24.5%(占比22.8%),表明銀包銅HJT太陽電池具有良好的光電轉換性能。
采用72片銀包銅HJT太陽電池制備的光伏組件,封裝損失(CTM)為97.3%,與常規低溫銀漿HJT光伏組件相當。可靠性檢測
初始性能測試
5個銀包銅HJT光伏組件樣品的初始性能參數,樣品的正面平均輸出功率為434.49 W,背面為365.33 W,雙面發電效率達到84.1%。DH 測試
DH 測試后樣品的輸出功率衰減情況和 EL 圖像
低功率衰減:經過3000小時的濕熱測試,組件的輸出功率衰減率僅為2.6%,顯示出良好的穩定性。
無內部缺陷:EL圖像未發現裂紋或黑斑,表明組件內部結構完整,銀包銅柵線在濕熱環境下具有優異的抗氧化性能。
可靠性驗證:銀包銅HJT光伏組件在濕熱條件下表現出色,驗證了其在復雜環境下的長期可靠性,為銀包銅漿料的實際應用提供了有力支持。“DH1000+負載”測試
“DH1000+機械負載”測試后輸出功率衰減情況和 EL 圖像
低功率衰減:正面輸出功率衰減僅為0.68%,背面輸出功率略有增加,表明組件在復雜環境條件下仍能保持較高的性能。
無內部損壞:EL圖像未發現任何異常,進一步驗證了銀包銅柵線在機械負載下的完整性和抗損壞能力。
可靠性驗證:銀包銅HJT光伏組件在濕熱和機械負載條件下表現出色,驗證了其在實際應用中的長期穩定性和可靠性。TC 測試

TC 測試后樣品的輸出功率衰減情況和 EL 圖像
低功率衰減:在600次溫度循環后,正面輸出功率衰減率僅為0.72%,背面輸出功率衰減率僅為0.03%,顯示出組件在溫度變化環境下的良好耐久性。
無內部損壞:EL圖像未發現裂紋、黑斑或其他異常現象,進一步驗證了組件在溫度循環測試后的內部結構完整性。
可靠性驗證:銀包銅HJT光伏組件在溫度循環條件下表現出色,驗證了其在復雜環境下的長期穩定性和可靠性。PID 測試

PID 測試后樣品的輸出功率衰減情況和 EL 圖像
低功率衰減:在3次共576小時的PID測試后,正面輸出功率衰減率僅為1.09%,背面輸出功率衰減率僅為0.63%,顯示出組件在電位誘導條件下的良好穩定性。
無內部損壞:EL圖像未發現裂紋、黑斑或其他異常現象,進一步驗證了組件在PID測試后的內部結構完整性。
可靠性驗證:銀包銅HJT光伏組件在PID測試中表現出色,驗證了其在高電壓和潮濕環境下的長期穩定性和可靠性。銀包銅HJT 太陽電池成本分析
銀包銅漿料成本預測分析
比較了不同工藝下銀包銅漿料的成本,包括超多主柵+低溫銀漿、超多主柵+銀包銅漿料和無主柵+銀包銅漿料。采用銀包銅漿料可使銀漿成本降低約25.8%,結合無主柵技術可進一步降低成本50%。
通過對銀含量為50%的銀包銅漿料在HJT太陽電池中的應用研究,全面分析了銀包銅柵線的結構及拉力性能、太陽電池的電性能以及光伏組件的可靠性。采用銀包銅漿料制備的HJT太陽電池具有優異的光電轉換效率,達到24.37%,與常規低溫銀漿光伏組件的性能相當。此外,銀包銅HJT光伏組件在濕熱測試(DH)、熱循環測試(TC)和電位誘導衰減測試(PID)等可靠性測試中表現出色,輸出功率衰減率均低于3%,進一步驗證了其在惡劣環境下的穩定性和可靠性。美能溫濕度綜合環境試驗箱
美能溫濕度綜合環境試驗箱采用進口溫度控制器,能夠實現多段溫度編程,具有高精確度和良好的可靠性,滿足不同氣候條件下的測試需求。
- 溫度范圍:20℃~+130℃
- 溫濕度范圍:10%RH~98%RH(at+20℃-+85℃)
滿足試驗標準:IEC61215、IEC61730、UL1703等檢測標準
銀包銅漿料在HJT太陽電池中的應用不僅顯著降低了銀漿成本,還保持了高效的光電轉換能力和卓越的可靠性。結合美能溫濕度綜合環境試驗箱的嚴格測試,我們有理由相信,銀包銅HJT太陽電池將在未來的光伏市場中展現出強大的競爭力,為實現高效、低成本的清潔能源解決方案提供有力支持。
原文出處:《低成本銀包銅漿料在 HJT 太陽電池中的應用研究》
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