Direção de desenvolvimento da substituição da pasta de prata fotovoltaica

A substituição da pasta de prata pode ser a principal direção de redução de custos. Como a pasta representa uma grande proporção do custo das baterias sem silício, a redução do consumo unitário da pasta de prata sempre foi a principal direção de redução de custos do link da bateria. No passado, a redução de custos era conseguida principalmente através de duas formas:

(1) Reduzindo a largura da grade fina

(2) Aumentar o número de redes principais. Quando a grade principal é aumentada, a largura fica mais fina e o consumo de prata é reduzido.

No sistema prata, a redução no uso da pasta é limitada, principalmente porque a eficiência das células da bateria atual é maior e a função da pasta é coletar corrente. É difícil continuar a reduzir significativamente a quantidade relativa de aplicação. Portanto, substituir a prata por um metal de menor custo pode ser a principal direção de redução de custos.

A pasta de alumínio já foi usada antes, mas existem alguns desafios na aplicação em larga escala. O alumínio é um metal comumente utilizado na indústria e pode ser fornecido em grandes quantidades para fabricação fotovoltaica. Tem baixo custo e pode reduzir significativamente o custo das células fotovoltaicas sem silício. A pasta de alumínio de alta temperatura tem sido usada há muitos anos na era PERC. A resistividade do alumínio é cerca de 1,7-1,8 vezes a da prata. Embora a perda de resistência da linha possa ser compensada aumentando a largura da linha, ou seja adicionado silício à pasta de alumínio para inibir a reação entre a pasta de alumínio e o polissilício, reduzindo assim a recombinação da interface e aumentando a tensão de abertura da bateria, ainda há um certo lacuna com a prata em termos de resistividade.

Além disso, o alumínio é difícil de moldar. Sob os requisitos mais rigorosos de relação de aspecto e resistividade da linha de grade, ainda existem certos desafios na aplicação subsequente em larga escala de células bifaciais de alta eficiência.

A pasta de cobre está progredindo. A diferença de resistividade entre cobre e prata é pequena. A indústria já fez algum progresso na aplicação de pasta de cobre.

Em 2020, a FuturaSun lançou a série "ZEBRA" de módulos IBC tipo N para os mercados fotovoltaicos domésticos europeus e industriais e comerciais, utilizando pasta de cobre na pasta. Os eletrodos de cobre apresentam bom desempenho nas propriedades elétricas e estabilidade da soldagem:

a) Em termos de soldagem, quando a temperatura de soldagem é aumentada para 440 graus, a força de descascamento atinge 0,76N/mm, o que está próximo do nível de força de descascamento dos barramentos de pasta de prata tradicionais;

b) Em termos de estabilidade de desempenho elétrico, o desempenho elétrico de todos os componentes antes do TC600 permanece estável, apresentando boa estabilidade termomecânica.

A pesquisa e o desenvolvimento da pasta de cobre são difíceis, e também se espera que outras abordagens resolvam as dificuldades na aplicação da pasta de cobre. A aplicação da pasta de cobre não precisa apenas considerar a ligação da pasta, mas também a dificuldade dos fabricantes de baterias a jusante em implementar a cooperação. Para o link de pasta em si, o cerne da aplicação da pasta de cobre é resolver três problemas:

1. A oxidabilidade do cobre:O cobre é mais ativo e facilmente oxidado durante a sinterização em alta temperatura, e o tratamento antioxidação é particularmente crítico;

2. Difusão:A pasta de prata forma uma liga após a sinterização e o cobre é fácil de difundir na célula da bateria durante o processo de sinterização. Os átomos de cobre têm maior probabilidade de afetar a junção PN;

3. Estabilidade de soldagem:Os componentes ZEBRA fizeram grande progresso na soldagem e a força de descascamento está próxima do nível de descascamento dos barramentos de pasta de prata tradicionais, mas ainda há uma certa lacuna.

Além disso, a pasta de cobre pode ter soluções diferentes em termos de seleção da matéria-prima em pó de cobre, pós-processamento (como antioxidante), formulação, aditivos, detalhes específicos de sinterização, etc., e espera-se que as barreiras da indústria sejam mais alto.