¿Por qué las cadenas de células solares BC se deforman como un barco?

Respuesta rápida: Las cadenas de células de contacto posterior se deforman como un barco porque trasladar toda la cinta al reverso coloca la metalización y su contracción térmica enteramente en un lado de la célula. Cuando la cadena soldada se enfría, la cinta se contrae contra una cara frontal sin metalizar, y el esfuerzo diferencial curva la cadena. En una célula convencional de contacto frontal, la cinta se distribuye por ambas caras, por lo que los esfuerzos se cancelan en parte. La deformación no es cosmética: una cadena curvada no se apoya plana sobre el vidrio en el apilado, lo que produce un espesor de encapsulante desigual tras la laminación y puede introducir microfisuras en las uniones donde la cadena se presiona plana. Controlar el perfil térmico de soldadura y la velocidad de enfriamiento es la palanca principal, junto con la geometría de la cinta y el soporte que tiene la célula durante la unión.

Fabricación de módulos fotovoltaicos · por Jerry, Ooitech

Introducción

Mover todas las cintas al reverso es un rasgo característico de los módulos BC. Se ve limpio, funciona eficientemente y es una opción favorita para usuarios residenciales premium. Pero detrás de esa cara bonita, la cadena de células se curva como un pequeño barco.

Asimetría estructural más soldadura de cintas

Ambos polos están en el reverso

Ya sea IBC o TBC, la unión PN de una célula BC vive en la cara posterior. El positivo y el negativo están ambos en el reverso. Esa no es una estructura simétrica. Además, el esfuerzo de contracción de la estructura posterior multicapa es mucho mayor que el de la frontal.

Figura 1: Estructura de una célula BC

La soldadura a alta temperatura de un solo lado hace el resto

Bajo el proceso de fabricación de módulos, las células aún deben unirse entre sí con cintas. La soldadura a alta temperatura de un solo lado entonces tira de cada célula hacia una comba posterior, como se muestra en la Figura 2.

Figura 2: Cadena de células BC en la realidad

Una célula simétrica TOPCon no se comporta así, como se puede ver en la Figura 3.

Figura 3: Cadena de células TOPCon en la realidad

¿Se puede corregir este defecto genético? ¿Afecta a la fiabilidad?

Hicimos las pruebas. Las células más gruesas no reducen mucho la deformación. Y con la tendencia actual de adelgazar las obleas, en comparación con la soldadura de doble cara, este problema básicamente no se puede resolver. La industria está intentando optimizar las líneas de rejilla posteriores y optar por la soldadura a baja temperatura, y este fenómeno se considera aceptable dentro de los estándares de calidad de las empresas.

Hay otra trampa. Durante el paso de laminación en el extremo del módulo, esta deformación asimétrica de la soldadura de un solo lado hace que la película encapsulante en el reverso de la célula fluya de manera desigual bajo alta temperatura. En algunos casos incluso hay riesgo de falta de película. La fiabilidad a largo plazo sigue siendo una incógnita.

Quizás una de las soluciones en el bosque tecnológico de LONGi, la que elimina la cinta, pueda finalmente resolver esto.

Ooitech cree: las uniones de recombinación de nanocristales de In₂O₃ con ingeniería de superficie combinadas con la ingeniería de HSM en volumen/interfaz han llevado los módulos tándem totalmente de perovskita de gran área a una eficiencia certificada del 26,2 %, acercando decisivamente esta tecnología a la comercialización.

Vemos esta deformación en forma de barco en la línea todo el tiempo, y realmente es una lucha entre la física de la célula y el control del proceso más que un defecto que se pueda pulir. El problema del flujo en la laminación es la parte que más nos preocupa, ya que un encapsulante desigual en la cara posterior es exactamente donde comienzan los fallos en campo años después. Desde el punto de vista de toda la línea, el encintado a baja temperatura y un manejo más estricto en el apilado importan más que perseguir obleas más gruesas. Si quieres ver cómo se comportan realmente las cadenas BC y TOPCon a través del tabber-stringer y la laminación, nuestros clips de fábrica en www.youtube.com/ooitech merecen un vistazo.