اتجاه تطوير استبدال معجون الفضة الكهروضوئي

قد يكون استبدال معجون الفضة هو الاتجاه الرئيسي لخفض التكلفة. نظرًا لأن المعجون يمثل نسبة عالية من تكلفة البطاريات غير السيليكون، فإن تقليل استهلاك وحدة معجون الفضة كان دائمًا هو الاتجاه الرئيسي لخفض تكلفة وصلة البطارية. في الماضي، كان تخفيض التكلفة يتم بشكل رئيسي من خلال طريقتين:

(1) تقليل عرض الشبكة الدقيقة

(2) زيادة عدد الشبكات الرئيسية. عندما يتم زيادة الشبكة الرئيسية، يصبح العرض أرق ويقلل استهلاك الفضة.

في النظام الفضي، يكون تقليل استخدام المعجون محدودًا، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن كفاءة خلايا البطارية الحالية أعلى، ودور المعجون هو جمع التيار. من الصعب الاستمرار في تقليل كمية الطلب النسبية بشكل كبير. ولذلك، فإن استبدال الفضة بمعدن أقل تكلفة قد يكون الاتجاه الرئيسي لخفض التكلفة.

لقد تم استخدام معجون الألومنيوم من قبل، ولكن هناك بعض التحديات في التطبيق على نطاق واسع. الألومنيوم هو معدن شائع الاستخدام في الصناعة ويمكن توفيره بكميات كبيرة لتصنيع الخلايا الكهروضوئية. إنها منخفضة التكلفة ويمكن أن تقلل بشكل كبير من تكلفة الخلايا الكهروضوئية غير السيليكون. تم استخدام عجينة الألومنيوم ذات درجة الحرارة العالية لسنوات عديدة في عصر PERC. تبلغ مقاومة الألومنيوم حوالي 1.7-1.8 أضعاف مقاومة الفضة. على الرغم من أنه يمكن تعويض فقدان مقاومة الخط عن طريق زيادة عرض الخط، أو إضافة السيليكون إلى عجينة الألومنيوم لمنع التفاعل بين عجينة الألومنيوم والبولي سيليكون، وبالتالي تقليل إعادة تركيب الواجهة وزيادة جهد فتح البطارية، إلا أنه لا يزال هناك قدر معين من المقاومة. الفجوة مع الفضة من حيث المقاومة.

بالإضافة إلى ذلك، من الصعب تشكيل الألومنيوم. في ظل المتطلبات الأكثر صرامة لنسبة العرض إلى الارتفاع لخط الشبكة والمقاومة، لا تزال هناك تحديات معينة في التطبيق اللاحق واسع النطاق للخلايا ثنائية الجانب عالية الكفاءة.

معجون النحاس يحرز تقدما. فرق المقاومة بين النحاس والفضة صغير. حققت الصناعة بعض التقدم في تطبيق معجون النحاس من قبل.

في عام 2020، أطلقت FuturaSun سلسلة "ZEBRA" من وحدات IBC من النوع N للأسواق الكهروضوئية المنزلية والأسواق الصناعية والتجارية الأوروبية، باستخدام معجون النحاس في العجينة. تتمتع الأقطاب النحاسية بأداء جيد في خصائص اللحام الكهربائية واستقرارها:

أ) فيما يتعلق باللحام، عندما يتم زيادة درجة حرارة اللحام إلى 440 درجة، تصل قوة التقشير إلى 0.76 نيوتن/مم، وهو قريب من مستوى قوة التقشير لقضبان التوصيل المصنوعة من عجينة الفضة التقليدية؛

ب) فيما يتعلق باستقرار الأداء الكهربائي، يظل الأداء الكهربائي لجميع المكونات قبل TC600 مستقرًا، مما يُظهر استقرارًا ميكانيكيًا حراريًا جيدًا.

يعد البحث والتطوير لمعجون النحاس أمرًا صعبًا، ومن المتوقع أيضًا أن تحل الأساليب الأخرى الصعوبات في تطبيق معجون النحاس. لا يحتاج تطبيق معجون النحاس إلى النظر في رابط اللصق فحسب، بل يحتاج أيضًا إلى صعوبة تنفيذ التعاون من قبل الشركات المصنعة للبطاريات النهائية. بالنسبة لرابط اللصق نفسه، فإن جوهر تطبيق معجون النحاس هو حل ثلاث مشاكل:

1. قابلية أكسدة النحاس:يكون النحاس أكثر نشاطًا ويتأكسد بسهولة أثناء التلبيد بدرجة حرارة عالية، وتعد المعالجة المضادة للأكسدة أمرًا بالغ الأهمية بشكل خاص؛

2. الانتشار:يشكل معجون الفضة سبيكة بعد التلبيد، ومن السهل نشر النحاس على خلية البطارية أثناء عملية التلبيد. من المرجح أن تؤثر ذرات النحاس على تقاطع PN؛

3. استقرار اللحام:حققت مكونات ZEBRA تقدمًا كبيرًا في اللحام، وقوة التقشير قريبة من مستوى التقشير لقضبان التوصيل المصنوعة من عجينة الفضة التقليدية، ولكن لا تزال هناك فجوة معينة.

بالإضافة إلى ذلك، قد يكون لمعجون النحاس حلول مختلفة من حيث اختيار مسحوق النحاس للمادة الخام، والمعالجة اللاحقة (مثل مضادات الأكسدة)، والتركيبة، والمواد المضافة، وتفاصيل التلبيد المحددة، وما إلى ذلك، ومن المتوقع أن تكون حواجز الصناعة أعلى.