在SMM举办的2023SMM国际光伏产业峰会-白银产业链高峰论坛上,无锡帝科电子材料股份有限公司先进光伏技术产品总监陈聪带来了低温浆料创新加速高效HJT电池产业化的分享。金属化发展是HJT电池性价比优化的关键因素之一;构建高可靠性纯银、银铜体系;新材料、新工艺协同创新降低单瓦银用量。
HJT聚势兴起:开启低温制程电池时代
HJT作为低温制程电池的基础框架,Voc*FF优势明显,长期演进空间巨大
预计2023年HJT电池,有47GW+产能落地
2023年HJT需纯银超细线与银包铜并举以快速降低金属化成本
金属化技术创新引领HJT电池产业化发展:效率加速器、成本助推器
多元化应用场景可能导致不同技术路线长期共存
HJT电池金属化的关键挑战:从材料、工艺到产业化
高的体电阻,长的固化时间、低的印刷速度,差的栅线高宽比,差的主栅焊接性
帝科DKEM® HJT电池金属化解决方案
HJT金属化纯银浆的金属化方案
HJT金属化:体电阻率是基础
从低温固化理念往低温烧结理念升级,持续改善低温银浆的体电阻率。
低温银浆的体电阻率是高温银浆的2-3倍,制约了HJT电池金属化提效与降本。
DK61A低温银浆在不同固化时间和温度下均表现出更低的体电阻率
持续降低电阻率是HJT电池效率与成本优化的基础
DK61A具有良好的低温、快速固化特性
HJT金属化:细线印刷是路径
•从细线印刷到超细线印刷
-18-20um开口中试线量产应用超半年
-超细线 ≤16um开口:储备,相对于量产23um开口可进一步降低正面副栅银浆用量35%以上
•基于低体电阻率的卓越细线印刷能力是支持HJT电池效率大幅提升和湿重大幅下降的有效手段
•基于高产能的网版印刷工艺,低温银浆在保持稳健可靠性的同时,湿重优化潜力和空间仍然巨大
HJT金属化:细线印刷是路径 - 激光转印
潜力
1.匹配HJT金属化,降低20-50%副栅银浆用量
2.超细线潜力大,提ISC/效率空间大
3.无网布供应瓶颈
4.已中试线量产,效率+0.1%+,银浆用量减少20%+
挑战
1.产能(激光极限 CT在0.5S左右)
2.良率 —— 银浆构建新无机体系,优化填墨、脱膜效果,良率能达到>99%
3.膜等耗材成本 —— 协同匹配,重复利用转印膜
4.转印膜里会残留银浆—— 转印膜循环使用
HJT银包铜技术的低成本金属化方案
银包铜技术的可靠性:预防银迁移
银迁移:银填充浆料系统中的银在偏压(电势)与水汽、离子性污染源(微量氯、溴等)环境下发生溶解、移动的电化学过程。银迁移容易造成铜裸露氧化的风险。
HJT低成本金属化:银包铜粉开发与应用
•纯铜粉表面较为光滑,包覆银层后粉体表面变得较为粗糙
•包覆银层后进一步的表面处理对于银包铜粉的可靠性和分散性均至关重要
•银包铜粉体搭配的有机系统需进行针对性开发,增强系统相容性和分散性,进而改善电性能与细线印刷能力
HJT电池金属化降本方案:银包铜可靠性是关键
•基于高可靠性银包铜粉体的筛选与开发,构建稳健可靠的银包铜低温浆料系统
•基于高可靠性粉体 + 配方复配设计,帝科银包铜浆料印刷固化后的裸电池片在高温高湿下,体电阻率无明显上升
•酸性环境对于低温银浆、特别是银包铜浆料的可靠性构成较大挑战
•针对性设计的DK61A低温银浆,DK61F银包铜浆料具有良好的耐水汽和耐有机酸能力,为组件长期稳定运行,提供坚固保障
HJT低成本金属化:银包铜浆料开发与应用
•基于高可靠性银包铜粉体的筛选与开发,构建稳健可靠的银包铜低温浆料系统
•持续改善银包铜浆料系统的体电阻率,缩小与纯银浆料的电性能差距,进一步增强银包铜技术的性价比
•背面使用帝科银包铜浆料,效率可以与纯银做到持平
•正、背面一起使用帝科银包铜浆料,效率损失可以控制在0.1%以内
•正面受光面,正面银包铜浆料通过有机体系优化,更窄的线宽设计提高Isc,弥补FF带来的EFF损失
•背面设计更宽线宽浆料,降低电阻率,从而提高FF/EFF
•正、背面银包铜浆料差异化设计,效率损失可以控制在0.05%以内
HJT金属化:互联策略探讨
•合理的主栅评估方法可以有效释放主栅降低银含量的空间
•SMBB互联工艺需要优异的焊接性和工艺窗口(需要电池组件一体化推动)
•DK51A低温主栅银浆具有更佳焊锡浸润性、耐焊性,以及热老化稳定性
•无主栅互联工艺的开发与量产是银浆用量优化的重要路径之一(需要电池组件一体化推动)
HJT金属化:互联策略探讨 - 0BB
•无主栅互联工艺的开发与量产是银浆用量优化、效率/功率提升的重要路径之一
•下降30%银用量
•挑战:- 良率(焊带平整、UV胶处EL发黑、难返修等)
- UV/热固工艺、载体膜、皮肤膜等耗材成本
- 可靠性:不同银浆栅线与焊带合金体系的互联质量
总结与展望
1.金属化发展是HJT电池性价比优化的关键因素之一;
2.构建高可靠性纯银、银铜体系;
3.新材料、新工艺协同创新降低单瓦银用量。