Utvecklingsriktning för fotovoltaisk silverpasta

Att ersätta silverpasta kan vara den huvudsakliga riktningen för kostnadsminskning. Eftersom pasta står för en hög andel av icke-kiselkostnaden för batterier, har en minskning av enhetsförbrukningen av silverpasta alltid varit den viktigaste kostnadsminskningsriktningen för batterilänken. Tidigare uppnåddes kostnadsminskningar huvudsakligen på två sätt:

(1) Minska bredden på det fina nätet

(2) Ökning av antalet huvudnät. När huvudnätet utökas blir bredden tunnare och silverförbrukningen minskar.

I silversystemet är minskningen av pastaanvändningen begränsad, främst på grund av att effektiviteten hos de nuvarande battericellerna är högre, och pastans roll är att samla ström. Det är svårt att fortsätta att avsevärt minska den relativa appliceringsmängden. Därför kan att ersätta silver med en billigare metall vara den främsta riktningen för kostnadsminskning.

Aluminiumpasta har använts tidigare, men det finns vissa utmaningar vid storskalig applicering. Aluminium är en vanlig metall inom industrin och kan levereras i stora mängder för solcellstillverkning. Det har en låg kostnad och kan avsevärt reducera icke-kiselkostnaden för fotovoltaiska celler. Högtemperaturaluminiumpasta har använts i många år i PERC-eran. Resistiviteten för aluminium är cirka 1,7-1,8 gånger den för silver. Även om förlusten av linjemotstånd kan kompenseras genom att öka linjebredden, eller kisel tillsätts till aluminiumpastan för att hämma reaktionen mellan aluminiumpasta och polykisel, och därigenom minska gränssnittsrekombinationen och öka batteriöppningsspänningen, finns det fortfarande en viss gap med silver när det gäller resistivitet.

Dessutom är aluminium svårt att forma. Under de strängare kraven på rutnätsbildförhållande och resistivitet finns det fortfarande vissa utmaningar i den efterföljande storskaliga tillämpningen av högeffektiva bifaciala celler.

Kopparpasta gör framsteg. Resistivitetsskillnaden mellan koppar och silver är liten. Branschen har gjort vissa framsteg i appliceringen av kopparpasta tidigare.

År 2020 lanserade FuturaSun "ZEBRA"-serien av N-typ IBC-moduler för de europeiska hushållssolcellerna och industriella och kommersiella marknaderna, med kopparpasta i pastan. Kopparelektroder har bra prestanda vid svetsning av elektriska egenskaper och stabilitet:

a) När det gäller svetsning, när svetstemperaturen höjs till 440 grader, når avskalningskraften 0,76N/mm, vilket är nära avskalningskraftsnivån för traditionella samlingsskenor i silverpasta;

b) När det gäller elektrisk prestandastabilitet förblir den elektriska prestandan för alla komponenter före TC600 stabil och uppvisar god termomekanisk stabilitet.

Forskning och utveckling av kopparpasta är svår, och andra tillvägagångssätt förväntas också lösa svårigheterna med att applicera kopparpasta. Tillämpningen av kopparpasta behöver inte bara ta hänsyn till pastalänken utan också svårigheten för nedströmsbatteritillverkare att genomföra samarbete. För själva pastalänken är kärnan i tillämpningen av kopparpasta att lösa tre problem:

1. Koppars oxiderbarhet:Koppar är mer aktiv och oxideras lätt under högtemperatursintring, och antioxidationsbehandling är särskilt kritisk;

2. Diffusion:Silverpasta bildar en legering efter sintring, och koppar är lätt att sprida på battericellen under sintringsprocessen. Kopparatomer är mer benägna att påverka PN-övergången;

3. Svetsstabilitet:ZEBRA-komponenter har gjort stora framsteg inom svetsning, och avskalningskraften är nära skalningsnivån för traditionella silverpasta samlingsskenor, men det finns fortfarande ett visst gap.

Dessutom kan kopparpasta ha olika lösningar vad gäller val av råmaterial kopparpulver, efterbearbetning (som antioxidation), formulering, tillsatser, specifika sintringsdetaljer etc, och industribarriärerna förväntas bli högre.