0BB無主柵技術(shù)在IBC電池中的應用及封裝測試

傳統(tǒng)晶體硅太陽電池的正面金屬電極會造成光學損失，減少正面金屬電極覆蓋面積可以提高效率。背接觸太陽電池（IBC）將電極置于背面，提高光電轉(zhuǎn)換效率。降低太陽電池組件成本是行業(yè)發(fā)展的重要方向，其中銀漿成本占非硅成本的比例較高。0BB無主柵技術(shù)通過減少銀漿使用量來降低成本，同時提升組件性能。

0BB無主柵技術(shù)

無主柵技術(shù)的優(yōu)勢在于降低銀漿成本，減少遮光損失，縮短電流傳輸路徑，降低串聯(lián)電阻，提升組件功率。其發(fā)展歷程包括從3BB-5BB到多主柵(MBB)和超級多主柵(SMBB)技術(shù)，無主柵技術(shù)采用銅焊絲取代傳統(tǒng)主柵線，實現(xiàn)電流匯集和電池互聯(lián)。

IBC電池無主柵互聯(lián)示意圖

無主柵技術(shù)通過減少或消除正面主柵，增加受光面積，減少電阻損耗，提高光電轉(zhuǎn)換效率。無主柵太陽電池使用焊帶作為正面主柵，連接到背面副柵。

無主柵IBC光伏組件的封裝工藝

IBC光伏組件封裝結(jié)構(gòu)

常規(guī)工藝：采用雙層復合膜（POE+PET）與銅絲復合形成導電帶，經(jīng)太陽電池焊接、組裝、層壓、削邊裝框等流程封裝 IBC 光伏組件，但存在太陽電池彎曲、焊接不良、接觸不良、界面分層開裂等問題。

工藝改進：采用單層復合膜（聚烯烴或乙烯 - 醋酸乙烯共聚物）替換雙層復合膜，并引入一體膜，避免了太陽電池彎曲和焊接不良問題，且在TC 老化試驗中不會產(chǎn)生分層現(xiàn)象。

IBC 光伏組件穩(wěn)定性TC測試

熱循環(huán)試驗

測試對象：常規(guī)工藝和改進工藝的無主柵 IBC 光伏組件

測試條件：

在 1h 內(nèi)將溫度由 25°C 均速降低至 -40°C。然后保溫 15min。

再在 3h 內(nèi)由 -40°C 均速升溫至 85°C。然后保溫 15min。

最后在 2h 內(nèi)由 85°C 均速降溫至 25°C。試驗共進行 400 次。

無主柵IBC光伏組件的EL測試

常規(guī)工藝下的EL圖像

隨著TC老化試驗的進行，達到200次后，常規(guī)工藝的無主柵IBC光伏組件的EL圖像出現(xiàn)了明顯的邊緣發(fā)黑現(xiàn)象。這可能是由于雙層復合膜中的PET膜在層壓過程中無法熔化，導致產(chǎn)生了兩個界面，在熱循環(huán)老化過程中，彈性形變首先從邊緣開始，且變形量不一致，使銅絲與太陽電池的副柵之間出現(xiàn)接觸不良。

改進工藝下的EL圖像

采用單層復合膜工藝避免了熱壓引起的IBC太陽電池的彎曲現(xiàn)象和焊接不良問題。單層復合膜在層壓過程中熔化后與背面封裝膠膜發(fā)生交聯(lián)反應，形成穩(wěn)固的封裝體，在TC中不會產(chǎn)生分層現(xiàn)象。

在TC老化試驗后，改進工藝的無主柵IBC光伏組件的EL圖像仍保持良好的效果，沒有出現(xiàn)明顯的發(fā)黑或其他不良現(xiàn)象。

改進工藝通過優(yōu)化工藝流程，顯著提高了無主柵IBC光伏組件的可靠性和性能，減少了TC老化試驗后的不良現(xiàn)象。改進工藝的無主柵IBC光伏組件在熱循環(huán)老化試驗后表現(xiàn)出更好的EL圖像效果，具有更高的光電轉(zhuǎn)換效率和更長的使用壽命。

美能熱循環(huán)環(huán)境試驗箱

美能熱循環(huán)環(huán)境試驗箱，可以驗證評估太陽能電池/組件的可靠性和穩(wěn)定性，并通過熱疲勞誘導失效模式，早期識別制造缺陷。

• 滿足標準：IEC61215-MQT11（熱循環(huán)試驗）；IEC61730-MST51（溫度循環(huán)試驗）

• 升降溫速率：-40℃~+85℃，線性0~3.3℃/min可調(diào)

• 平均耗電量：≤100 KW·h（TC200單個循環(huán)耗電量）

溫度范圍：-50℃ ～ +150℃

通過熱循環(huán)測試的對比分析，證實了改進工藝在提高無主柵IBC光伏組件的可靠性和性能方面的優(yōu)勢，為光伏組件的封裝技術(shù)發(fā)展提供了有益的指導。美能熱循環(huán)環(huán)境試驗箱可以模擬快速的溫度變化，研究人員能夠更準確地評估無主柵IBC光伏組件在經(jīng)過改進工藝后的性能提升和可靠性改進。