Oggi il gigante del fotovoltaico LONGi ha presentato il suo ultimo prodotto, che ha suscitato grande attenzione. Allo stesso tempo, la tecnologia delle celle fotovoltaiche HPBC del nuovo prodotto è diventata un argomento di discussione molto caldo nel settore fotovoltaico. Scopriamo cos'è l'HPBC e se può diventare la tecnologia principale per la prossima generazione di celle solari.
HPBC, o Hybrid Passivated Back-contact Cell, è un prodotto della tecnologia IBC sovrapposta a una cella P. Per capire l'HPBC, dobbiamo prima comprendere la tecnologia IBC.
IBC
IBC (Interdigitated Back Contact), noto anche come batteria interdigitata a contatto posteriore, è una struttura in cui non ci sono elettrodi sul lato anteriore della cella e le griglie metalliche positive e negative sono disposte a croce sul lato posteriore della cella. La tecnologia principale di IBC risiede nel modo di preparare le regioni p e le regioni n con una buona qualità e spaziatura interdigitata sul retro della batteria.
La tecnologia IBC è stata introdotta per la prima volta da Lammert e Schwartz nel 1975. Sunpower Corporation degli Stati Uniti è leader e pioniere delle batterie IBC. Nel marzo 2017, l'azienda giapponese Kaneka ha sovrapposto la tecnologia delle celle HJT e IBC per ottenere celle HBC con un'efficienza del 26,7%, un record di efficienza che è stato mantenuto per cinque anni.
Vantaggi dell'IBC
Lo speciale design strutturale delle celle IBC offre i seguenti vantaggi.
- Assenza di ombreggiatura della linea di griglia sul lato anteriore della cella, che elimina la perdita di corrente di ombreggiamento dagli elettrodi metallici e massimizza l'utilizzo dei fotoni incidenti, aumentando la corrente di cortocircuito di circa il 7% rispetto alle celle solari convenzionali.
- Gli elettrodi positivi e negativi si trovano sul lato posteriore della cella, quindi non è necessario considerare il problema dell'ombreggiamento della linea di griglia e il rapporto della linea di griglia può essere opportunamente ampliato, riducendo così la resistenza in serie.
- Poiché sul lato anteriore non è necessario considerare l'ombreggiatura della linea di griglia, il contatto con il metallo e altri fattori, la passivazione della superficie e la struttura di intrappolamento della luce possono essere progettate in modo ottimale per ottenere un tasso di composizione della superficie anteriore e una riflessione superficiale inferiori, migliorando così Voc e Jsc.
- Aspetto estetico, particolarmente adatto all'integrazione di edifici fotovoltaici, con buone prospettive di commercializzazione.
Sfide affrontate dagli IBC
Elevati requisiti per i materiali del substrato; elevati requisiti per la passivazione sulla superficie frontale delle celle IBC; processo complesso, le complicate fasi di processo delle IBC ne rendono molto più costosa la produzione rispetto alle celle convenzionali in silicio cristallino.
È a causa di queste sfide che la strada verso l'industrializzazione delle celle IBC è piena di ostacoli.
Attualmente, la tecnologia delle celle IBC è applicata principalmente ai wafer di silicio di tipo N. I moduli batteria di tipo N presentano i vantaggi di una bassa attenuazione, di un'elevata durata di vita dei neutroni, di un buon effetto luce bassa e di un basso coefficiente di temperatura rispetto al tipo P. Il vantaggio di una maggiore produzione di energia del tipo N a parità di capacità installata è oggettivo. Come nuova piattaforma tecnologica di celle, l'IBC può essere sovrapposta a HJT, TOPCon, PERC e ad altre tecnologie di celle, quindi c'è un enorme spazio per lo sviluppo futuro.
HPBC
Questa volta, Longi ha scelto di applicare la tecnologia IBC su wafer di silicio di tipo P, la prima del suo genere nel settore. La tecnologia HPBC può raggiungere un'efficienza delle celle del 25%, con una potenza del modulo bifacciale a 72 versioni di 575W, corrispondente a un'efficienza del modulo del 22,3%, ovvero 25W in più rispetto alla potenza del modulo PERC tradizionale e un'efficienza superiore dell'1%. Grazie alla tecnologia avanzata delle celle HPBC e alla nuova tecnologia di accoppiamento, i moduli possono ottenere un'attenuazione lineare inferiore, con un'attenuazione al primo anno e un'attenuazione lineare ridotta rispettivamente all'1,5% e allo 0,4%/anno, un miglioramento significativo rispetto ai moduli PERC tradizionali.
Grazie all'elevata efficienza di conversione e alla tensione a vuoto del modulo, il modulo HPBC presenta un migliore coefficiente di temperatura di potenza, che aumenterà ulteriormente la potenza del modulo. Grazie alla minore attenuazione e al migliore coefficiente di temperatura, la capacità di generazione di energia combinata dei moduli Longi HPBC è superiore di circa il 3% rispetto a quella dei moduli PERC tradizionali. Inoltre, il design delle celle HPBC senza linee di griglia metallica sul lato anteriore fa sì che i moduli HPBC abbiano un valore nominale più elevato, soprattutto negli scenari in cui i clienti hanno requisiti più elevati per l'aspetto delle centrali elettriche distribuite, come quelle per uso domestico, che possono soddisfare meglio le esigenze dei clienti.
Poiché l'HPBC sta guadagnando attenzione, tre tecnologie - HPBC, TOPCon e HJT - competeranno insieme per la prossima generazione di tecnologia mainstream. Ma al momento in cui il tipo N è dilagante, HPBC può trovare un altro modo per diventare un cavallo oscuro? Il tempo deve ancora dirlo. Alcuni operatori del settore ritengono inoltre che, per il momento, il miglioramento dell'efficienza dell'HPBC sia minimo e più che altro un miglioramento minore, e che il suo costo sia leggermente più alto, per cui l'economia resta da vedere.
Maysun Solar è sempre stata un'attiva sostenitrice delle tecnologie più avanzate dell'industria fotovoltaica. Terremo d'occhio questa nuova tecnologia e possiamo contattarci per le ultime notizie sull'azienda.