Role vylepšení oplatek v solární technologii

S přímým dopadem na účinnost, nákladovou efektivitu a škálovatelnost fotovoltaických (FV) systémů je pokrok v technologii destiček zásadní pro solární průmysl. Významného zlepšení výkonu solárních článků bylo dosaženo pokroky, jako je zvětšení velikosti destiček. Větší destičky umožňují výrobu solárních článků s vyšším výkonem, což snižuje celkové náklady na watt a zvyšuje konkurenceschopnost solární energie. Kromě toho inovace ve výrobních procesech destiček, včetně vývoje tenčích a flexibilnějších destiček, pomáhají šetřit materiály a otevírat nové solární aplikace. Tento vývoj je zásadní pro uspokojení rostoucí celosvětové poptávky po obnovitelné energii a dosažení cílů udržitelnosti.

Vývoj technologie destiček však přesahuje tloušťku samotné destičky. Ve skutečnosti, ačkoli použití tenčích destiček v solárním průmyslu nabízí úspory materiálu a potenciálně nižší náklady, přichází také s významnými výzvami, které by mohly omezit jeho přijetí. Klíčovým problémem je zvýšená křehkost tenčích destiček, díky čemuž jsou náchylnější k rozbití při výrobě, přepravě a instalaci. To zvyšuje výrobní náklady kvůli vyšší míře vad a omezuje škálovatelnost. Kromě toho mají tenčí destičky sníženou mechanickou pevnost, což může ohrozit dlouhodobou životnost při namáhání prostředí, jako je zatížení větrem nebo sněhem.

V roce 2024 společnost LONGi představila destičku a základní technologii, která tvořila základ naší řady Hi-Mo X16 Max, stejně jako zrodila se zbrusu nová technologie Hi-Mo X10 - TaiRay Inside a destička TaiRay. Ale na rozdíl od mnoha konkurentů na trhu se nezaměřovali na snižování tloušťky. Místo toho se LONGi zaměřil na zlepšení objevu, který učinil polský chemik Jan Czochralski v roce 1915. Náhodným ponořením pera do roztavené cíny místo inkoustové dírky objevil tahání monokrystalů. Chemik pokračoval ve vývoji této techniky a použil ji k měření, jak rychle různé kovy krystalizují. Byl to zrod tzv. Czochralského metody a Recharge Czochralski (RCZ), nejmodernějšího procesu tažení ingotů. Společnost LONGi nyní vylepšila proces tažení ingotů, aby výsledné destičky byly stabilnější, robustnější, bez nečistot, a tudíž výkonnější.

Nové křemíkové destičky M11 TaiRay pro TopCon, heterojunkční a zpětné kontaktní buňky

Nové křemíkové destičky TaiRay jsou vhodné pro v současné době převládají solární technologie, jako je TopCon, heterojunkce (HJT) a zpětné kontaktní články (BC). U uvedených buněčných technologií vykazují zvýšení účinnosti přibližně o 0,1%. Oplatky jsou výsledkem tříletého intenzivního výzkumu a vývoje týmem výzkumu a vývoje společnosti LONGi s několika stovkami zaměstnanců. LONGi tak dosáhl průlomu v oblasti křemíkových destiček, který v posledním desetiletí nezaznamenal žádné významné inovace.

Tairay-křemíkové oplatky mají tři klíčové výhody:

• Vysoká kompatibilita s platformou (TopCon, heterojunkce, zpětný kontakt)
• Rovnoměrněji rozložený odpor
• Efektivní odstraňování nečistot

Tloušťka destiček TaiRay používaných v evoluční technologii zpětného kontaktu HPBC 2.0 je 140 μm, zatímco průměrná tloušťka křemíkových destiček typu n používaných v buňkách TopCon je v současné době 130 μm.

Destičky TaiRay nabízejí o 16 procent vyšší pevnost v ohybu

Kromě technologických výhod mají destičky TaiRay také zlepšené mechanické vlastnosti. Testovaná pevnost v ohybu křemíkových destiček LONGi TaiRay je o 16% vyšší než u konvenčních destiček, což zajišťuje vyšší odolnost proti přetržení při výrobě tenčích destiček s nižší pravděpodobností zlomení článků během výroby.

Monokrystalické křemíkové destičky byly vždy průkopnickým produktem LONGi, přičemž výrobce dosahuje největšího objemu dodávek na světě devět po sobě jdoucích let. V posledních letech byl segment destiček upgradován na monokrystalické, velké a tenké destičky a LONGi významně přispěl ke každému technologickému posunu.

Silikonové ingoty mají lepší a rovnoměrné rozložení odporu

Nové destičky TaiRay a jejich výhody jsou výsledkem vylepšeného procesu Recharge Czochralski (RCz) používaného při výrobě monokrystalických křemíkových ingotů.

Čím delší jsou konvenční křemíkové ingoty, tím větší je rozdíl v odporu napříč celým ingotem. Díky vylepšenému procesu RCz mohou křemíkové destičky LONGi TaiRay dosáhnout rovnoměrnějšího rozložení axiálního odporu, aniž by bylo nutné zkrátit délku ingotu. Pro stejnou délku ingotu se poměr odporu mezi konci sníží na polovinu, což vede k účinnějším buňkám.

Kromě toho lze kovové nečistoty v křemíkových destičkách LONGi TaiRay snadněji odstranit. Ve srovnání s konvenčními výrobky existuje také větší prostor pro zlepšení účinnosti. Čím více kontaminantů lze odstranit, tím větší je potenciál pro zlepšení účinnosti buněk.

Zlepšení křemíkových destiček je nepostradatelné pro vylepšení solárních článků

Během posledního desetiletí dosáhl solární průmysl významný průlom, pokud jde o technologie a náklady. Výsledkem je, že výroba solární energie se stala nejrychleji rostoucím obnovitelným zdrojem energie na světě. Globální výroba solární energie vstoupila do „éry terawatů“ v roce 2023. Zhenguo Li, zakladatel a prezident LONGi, uvedl, že rychlý rozvoj fotovoltaického průmyslu je způsoben hlavně neustálým snižováním nákladů na elektřinu. Snížení nákladů a zvýšení efektivity výroby energie jsou vždy hnacími faktory fotovoltaického průmyslu.

Zrychlený rozvoj fotovoltaického průmyslu také urychlil vývoj křemíkových destiček, které jsou nezbytné pro vylepšení solárních článků. Kvalita křemíkové destičky určuje účinnost přeměny článku. V posledních letech však neustálé zlepšování technologie výroby křemíkových destiček zpomalilo pokrok ve zlepšování výkonu křemíkových destiček. Homogenizace výrobků z křemíkových destiček je stále patrnější.