Direcció de desenvolupament de substitució de pasta de plata fotovoltaica
La substitució de la pasta de plata pot ser la direcció principal de la reducció de costos. Atès que la pasta representa una gran proporció del cost de les bateries sense silici, la reducció del consum unitari de pasta de plata sempre ha estat la direcció clau de reducció de costos de l'enllaç de la bateria. En el passat, la reducció de costos s'aconseguia principalment de dues maneres:
(1) Reduint l'amplada de la graella fina
(2) Augment del nombre de xarxes principals. Quan s'augmenta la graella principal, l'amplada es fa més fina i es redueix el consum de plata.
En el sistema de plata, la reducció de l'ús de pasta és limitada, principalment perquè l'eficiència de les cèl·lules de la bateria actuals és més alta i el paper de la pasta és recollir el corrent. És difícil continuar reduint significativament la quantitat relativa de l'aplicació. Per tant, substituir la plata per un metall de baix cost pot ser la principal direcció de reducció de costos.
La pasta d'alumini s'ha utilitzat abans, però hi ha certs reptes en l'aplicació a gran escala. L'alumini és un metall d'ús habitual a la indústria i es pot subministrar en grans quantitats per a la fabricació fotovoltaica. Té un cost baix i pot reduir significativament el cost sense silici de les cèl·lules fotovoltaiques. La pasta d'alumini d'alta temperatura s'ha utilitzat durant molts anys a l'era PERC. La resistivitat de l'alumini és aproximadament 1,7-1,8 vegades la de la plata. Tot i que la pèrdua de resistència de la línia es pot compensar augmentant l'amplada de la línia o s'afegeix silici a la pasta d'alumini per inhibir la reacció entre la pasta d'alumini i el polisilici, reduint així la recombinació de la interfície i augmentant la tensió d'obertura de la bateria, encara hi ha una certa bretxa amb la plata en termes de resistivitat.
A més, l'alumini és difícil de modelar. Sota els requisits més estrictes de relació d'aspecte i resistivitat de la línia de quadrícula, encara hi ha certs reptes en l'aplicació posterior a gran escala de cèl·lules bifacials d'alta eficiència.
La pasta de coure està avançant. La diferència de resistivitat entre el coure i la plata és petita. La indústria ha fet alguns progressos en l'aplicació de pasta de coure abans.
El 2020, FuturaSun va llançar la sèrie "ZEBRA" de mòduls IBC de tipus N per als mercats fotovoltaics domèstics europeus i industrials i comercials, utilitzant pasta de coure a la pasta. Els elèctrodes de coure tenen un bon rendiment en propietats elèctriques i estabilitat de soldadura:
a) Pel que fa a la soldadura, quan la temperatura de soldadura augmenta a 44 0 graus, la força de pelat arriba a 0,76 N/mm, que és proper al nivell de força de pelat de les barres tradicionals de pasta de plata;
b) Pel que fa a l'estabilitat del rendiment elèctric, el rendiment elèctric de tots els components abans del TC600 es manté estable, mostrant una bona estabilitat termomecànica.
La investigació i el desenvolupament de la pasta de coure és difícil, i també s'espera que altres enfocaments resolguin les dificultats en l'aplicació de la pasta de coure. L'aplicació de la pasta de coure no només ha de tenir en compte l'enllaç de la pasta, sinó també la dificultat dels fabricants de bateries aigües avall per implementar la cooperació. Per al propi enllaç de pasta, el nucli de l'aplicació de la pasta de coure és resoldre tres problemes:
1. La oxidabilitat del coure:El coure és més actiu i s'oxida fàcilment durant la sinterització a alta temperatura, i el tractament anti-oxidació és especialment crític;
2. Difusió:La pasta de plata forma un aliatge després de la sinterització i el coure és fàcil de difondre a la cèl·lula de la bateria durant el procés de sinterització. És més probable que els àtoms de coure afectin la unió PN;
3. Estabilitat de la soldadura:Els components ZEBRA han avançat molt en la soldadura i la força de pelat és propera al nivell de pelat de les barres tradicionals de pasta de plata, però encara hi ha un cert buit.
A més, la pasta de coure pot tenir diferents solucions pel que fa a la selecció de matèries primeres en pols de coure, postprocessament (com l'antioxidació), formulació, additius, detalls específics de sinterització, etc., i s'espera que les barreres de la indústria siguin més alt.