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重磅:TOPCon技术,又一科研力证!

录入时间:2024/08/09 作者/来源PV-Tech

近日,中来团队的电池研发成果,成功发表于太阳能领域的重要期刊“Solar Energy Materials and Solar Cells”。

中来与新南威尔士大学光伏与可再生能源工程学院首次通过系统实验,证实了激光增强接触烧结技术对于TOPCon电池可靠性的显著提升。文章充分论证了中来独特注入金属化(JSIM)技术在提高电池效率的同时,也能显著改善电池组件的抗湿热性能,单玻封装的可靠性再次得到验证。

近些年,当TOPCon电池一跃成为市场主流产品,如何进一步优化电池效率和成本,解决TOPCon电池组件的可靠性问题,成为中来研发团队的核心课题。本次中来与新南威尔士大学的合作研究,亦是一场国内TOPCon技术开拓者与国际顶尖太阳能研究团队的交流共探,将企业的实践经验与专业科研实力结合。

重磅:TOPCon技术,又一科研力证!

“通过本次研究,验证了采用中来独特注入金属化(JSIM)技术,可以大幅提升TOPCon电池的转换效率”,中来电池研发负责人介绍,“JSIM技术采用了专门设计的电极浆料,在提升电池效率同时还解决了TOPCon电池组件的湿热稳定性问题,此次研究成果完美证明了这一点。中来将在新技术研发方面继续保持高投入,并力争把最好的技术在短时间内转化到量产,为市场提供更高效和更可靠的产品。”

本次发表的研究成果探讨了中来独特注入金属化(JSIM)技术对TOPCon电池可靠性的影响。结果显示,在加速湿热测试后(85℃/85%RH的环境箱中1000小时),与常规TOPCon电池相比,使用激光注入金属化技术的TOPCon电池在发电表现和抗湿热性能上都呈现出显著改进。

作为权威可靠的实验依据,此研究成果将再一次证明:“n型全钢化一站式封装方案”是面对未来挑战性气候的更优解。JSIM电池+全钢化玻璃+透明网格背板+御风合金边框的封装组合,能够保障组件在多种复杂环境下的安全性和稳定性,为客户带来长效收益。由此封装方案组合而成的中来御风组件,更具有“三低四抗”的性能优势。实验室实测御风组件能够经受45mm冰雹测试、承受6600Pa正面静态载荷、通过60m/s风洞测试,使得组件在多样终端场景中“抗飓风、抗暴雪、抗冰雹、抗爆裂”。同时,由于拥有“低温度系数、低工作温度、低热斑温度”,组件在运行过程中的发电表现稳定且优异。

得益于n型单玻组件抗湿热问题的解决,以上种种性能优势得以惠及终端客户。通过我们在CPVT银川实证电站的检测数据,相较于普通双玻组件,中来御风组件能够提高1.63%的发电增益。通过西部某200MW集中式项目的模拟和测算,LCOE的降低达1.6%。

核心研究成果解读

1)发电性能提升

下图展示了JSIM和常规TOPCon电池的I-V参数。可以看到,JSIM电池的各项电性能参数均有不同程度的改善,其中电池转换效率提升0.1%abs以上。这主要是由于JSIM技术采用了专门设计的低腐蚀浆料和独特的注入金属化技术,烧结温度也因此进行了优化,JSIM过程形成的银硅接触结构具有良好的接触性能,同时在栅线下方保持了更多的钝化膜,这提升了开路电压、降低接触电阻,提高了填充因子,从而实现电池效率的提升。

重磅:TOPCon技术,又一科研力证!

2)电池的抗腐蚀性能提升

在电池层面,JSIM电池相对于常规样品展现出了更好的稳定性和可靠性。下图展示了两类电池在经过NaCl喷洒,并进行了DH40h后的各项电性能参数,可以发现,相较JSIM电池,常规电池发生了快速的性能衰减,效率损失超90%。这主要是由于常规电池的串联电阻Rs升高了130倍,而JSIM电池仅仅增加了2.4倍。这充分体现了JSIM电池组件在湿热条件下的优异抗腐蚀性能,论文中进一步的PL、FIB-SEM、EDS等表征也证明了这一点。这是由于应用JSIM技术的TOPCon电池采用了新的电极浆料体系,避免了传统电极浆料抗腐蚀性能差的缺点。

重磅:TOPCon技术,又一科研力证!

3)组件的抗湿热性能提升

在组件层面,JSIM组件表现出更加优异的耐湿热可靠性。下图显示,在均采用单玻封装的条件下,两种组件在经过DH1000h后,JSIM组件功率衰减约2.1%,而常规组件的衰减约7.3%。两类组件的衰减差异主要来自于不同的填充因子FF衰减,这主要是两类组件所采用的电池有着不同的抗湿热性能。两类组件的EL图像也证明了这一点,经过DH1000h测试后,常规组件的EL图像产生了明显的失效暗斑,而JSIM组件则无明显变化,JSIM组件展现出了良好的抗湿热性能。

重磅:TOPCon技术,又一科研力证!

重磅:TOPCon技术,又一科研力证!


多方认证单玻封装可靠性

今年年中,中来正式向行业推出了“n型全钢化一站式封装方案”,并再次强调了由其封装而成的中来御风组件。发布白皮书、获得各类第三方认证、进入CPVT实证基地,中来的单玻封装产品正在一步步向市场证明其权威可靠性。而本次与新南威尔士大学的研究成果发表,也必将是又一力证。

目前,御风组件系列已获得了TÜV南德颁发的全球首张“n-TOPCon单玻双面透明背板光伏组件IEC 新标认证”、TÜV北德颁发的“n-TOPCon单玻双面光伏组件加严可靠性认证”、以及由CPVT和华能清能院共同颁发的全球首张“n-TOPCon单玻双面透明背板光伏组件基于IEC 63556的全应用场景认证证书”。

产品质量与科技创新,始终是中来坚持的发展基石。作为最早一批布局TOPCon 技术并实现大规模量产的企业,中来持续多年专注研发和迭代革新。除了上文提及的抗湿热特性及高电池转化效率(电池实验室效率26.7%),中来电池的其他各项优势也同样突出。更安全,采用自主开发的POPAID技术,避免边缘绕镀,减少组件运行过程中的反向漏电问题。更美观,采用独特的多层镀膜工艺,实现全黑的美学外观,电池片颜色均匀性更是领先于同行。

“创新是第一动力”。本次与新南威尔士大学的研究成果发表,彰显着中来在科研自主、科研创新上的实力和决心,展现单玻方案的可靠性。未来,中来也将持续加大研发投入,坚持技术引领,为行业献上更高效、高可靠的光伏产品。


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