Τι είναι η τεχνολογία IBC;
Δομή των ηλιακών κυψελών IBC
Όλες οι μεταλλικές επαφές στις ηλιακές κυψέλες IBC (Interdigitated Back Contact) είναι τοποθετημένες στην πίσω πλευρά της κυψέλης. Αυτός ο σχεδιασμός εξαλείφει τη σκίαση στην μπροστινή επιφάνεια, εξασφαλίζοντας τη μέγιστη απορρόφηση φωτός. Με την τοποθέτηση των επαφών ευρύτερα στην πίσω πλευρά, μειώνεται η αντίσταση σειράς, βελτιώνοντας την απόδοση του κυττάρου.
Το κύριο στρώμα απορρόφησης σε ένα ηλιακό στοιχείο IBC είναι ένα πλακίδιο κρυσταλλικού πυριτίου (c-Si), το οποίο μπορεί να είναι είτε τύπου n είτε τύπου p. Το στρώμα αυτό δημιουργείται με πρόσμιξη του πυριτίου με βόριο ή φώσφορο, ανάλογα με την επιθυμητή πολικότητα. Για την περαιτέρω ενίσχυση της απόδοσης του στοιχείου, εφαρμόζεται μια παθητικοποίηση και μια αντι-ανακλαστική επίστρωση, συνήθως από SiO, για την ελαχιστοποίηση της ανάκλασης και την προστασία της επιφάνειας.
Ένα άλλο βασικό χαρακτηριστικό των κυψελών IBC είναι το στρώμα διάχυσης, όπου διασταυρώνονται οι περιοχές τύπου n και τύπου p. Αυτή η διαμόρφωση επιτρέπει την ενσωμάτωση μεταλλικών επαφών στην πίσω πλευρά και υποστηρίζει την αποτελεσματική ροή ρεύματος μέσω της κυψέλης.
Οι ηλιακές κυψέλες IBC (Interdigitated Back Contact) κατασκευάζονται κυρίως με τη χρήση πλακιδίων κρυσταλλικού πυριτίου (c-Si) ως στρώμα απορρόφησης, με τα πλακίδια τύπου n να αποτελούν τη συνήθη επιλογή λόγω της ανώτερης απόδοσής τους. Σε ορισμένες περιπτώσεις χρησιμοποιούνται επίσης πλακίδια τύπου P. Μεταξύ των επιλογών c-Si, το μονοκρυσταλλικό πυρίτιο (mono c-Si) προτιμάται για την υψηλότερη απόδοσή του, ενώ το πολυκρυσταλλικό πυρίτιο (poly c-Si) παραμένει μια βιώσιμη εναλλακτική λύση.
Για να ενισχυθεί η απόδοση των πλακιδίων c-Si, εφαρμόζεται ένα αντι-ανακλαστικό και παθητικό στρώμα στη μία ή και στις δύο πλευρές. Αυτό το στρώμα αποτελείται συχνά από διοξείδιο του πυριτίου (SiO2), το οποίο οξειδώνεται θερμικά, αν και άλλα υλικά όπως το νιτρίδιο του πυριτίου (SiNx) ή το νιτρίδιο του βορίου (BNx) είναι επίσης αποτελεσματικά για την ελαχιστοποίηση της ανάκλασης και την προστασία της επιφάνειας του wafer.
Η μετατόπιση των εμπρόσθιων επαφών στην οπίσθια πλευρά απαιτεί τη δημιουργία στρωμάτων διάχυσης, τα οποία περιλαμβάνουν τέμνοντα στρώματα εκπομπού n+ και p+. Αυτά σχηματίζονται με τη χρήση προηγμένων τεχνικών, όπως η καλυμμένη διάχυση, η εμφύτευση ιόντων ή η πρόσμιξη βορίου με λέιζερ. Η διαδικασία αυτή εξασφαλίζει την ενσωμάτωση των περιοχών τύπου p στο πλακίδιο τύπου n, διατηρώντας παράλληλα τη δομική και ηλεκτρική ακεραιότητά του.
Το τελικό στάδιο περιλαμβάνει την τοποθέτηση μεταλλικών επαφών αποκλειστικά στο πίσω μέρος του κυττάρου. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται τεχνικές όπως η αφαίρεση με λέιζερ ή η υγρή χημική εναπόθεση. Συνήθως χρησιμοποιούνται μέταλλα όπως ο άργυρος, το νικέλιο ή ο χαλκός, που παρέχουν αξιόπιστη ηλεκτρική αγωγιμότητα και ανθεκτικότητα για το ηλιακό κύτταρο.
Σύγκριση των τεχνολογιών Perc, TOPCon και IBC
| IBC | TOPCON | PERC | |
|---|---|---|---|
| Εμφάνιση | Χωρίς ράγες στο μπροστινό μέρος | Στάνταρ | Στάνταρ |
| Υποβάθμιση ισχύος κατά το πρώτο έτος | 1.5% | 1.5% | 2% |
| Μέση ετήσια υποβάθμιση ισχύος | 0.4% | 0.4% | 0.45% |
| Αποδοτικότητα | 22.5%-23.2% | 22.28% | 21.2% |
| Συντελεστής θερμοκρασίας | -0.29%/℃ | -0.32%/℃ | -0.35%/℃ |
Πλεονεκτήματα της τεχνολογίας IBC
Κατεύθυνση ανάπτυξης της απόδοσης των ηλιακών κυττάρων IBC
Οι ηλιακές κυψέλες IBC αξιοποιούν την προηγμένη τεχνολογία Interdigitated Back Contact, τοποθετώντας όλες τις επαφές στην πίσω πλευρά της κυψέλης. Αυτός ο καινοτόμος σχεδιασμός εξαλείφει τη σκίαση στην μπροστινή επιφάνεια, μειώνοντας σημαντικά τις απώλειες ρεύματος και επιτυγχάνοντας εξαιρετική απόδοση μετατροπής ενέργειας.
Συντελεστής χαμηλής θερμοκρασίας
Οι ηλιακοί συλλέκτες IBC προσφέρουν ανώτερη σταθερότητα σε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς συλλέκτες. Με συντελεστή θερμοκρασίας -0,29%/℃, αυτά τα πάνελ έχουν σχεδιαστεί για να μειώνουν την εσωτερική αντίσταση και να ελαχιστοποιούν τις απώλειες θερμότητας, εξασφαλίζοντας σταθερά υψηλή απόδοση μετατροπής ακόμη και σε υψηλές θερμοκρασίες.
Σύμφωνα με τον Kopecek σε συνέντευξή του στο PV Magazine, “Μέχρι το 2028, οι ηλιακές μονάδες IBC θα μπορούσαν να ξεπεράσουν το TOPCon ως το κυρίαρχο προϊόν στην αγορά”. Η στροφή προς την τεχνολογία IBC μπορεί να ξεκινήσει ήδη από το 2025, με τα παραδοσιακά ηλιακά προϊόντα να καταργούνται σταδιακά έως το 2030.
Ο Kopecek υπογράμμισε περαιτέρω την ταχεία ανάπτυξη των ηλιακών μονάδων IBC στην παγκόσμια αγορά. Το μερίδιο αγοράς τους προβλέπεται να αυξηθεί από περίπου 2% το 2022 σε 6% έως το 2026, να φθάσει ενδεχομένως το 20% έως το 2028 και να ξεπεράσει το 50% έως το 2030.
Αναφορά：
https://www.pv-magazine.de/2022/11/03/zelltechnologie-ibc-koennte-topcon-bis-2028-vom-markt-verdraengen/
https://solarmagazine.com/solar-panels/ibc-solar-cells/
https://www.energiemagazin.com/photovoltaik/ibc-technologie-solarzellen/
Maysun IBC Ηλιακή μονάδα
Συνιστώμενα άρθρα της τεχνολογίας IBC
Μάθετε περισσότερα Τεχνολογία
