제품 소개

라인에서 비교를 실행했습니다. 두 그룹의 TOPCon 셀, 다른 전면 필름 레시피.

• 구배 필름 그룹: SiNx/SiOxNy/SiOx 구배 스택 (저굴절률 SiOx/SiOxNy 층 포함)

• 순수 SiNx 그룹: 순수 다층 SiNx

결과가 반대로 나왔습니다.

• Cell level: 구배 그룹이 순수 SiNx 그룹보다 효율이 0.05%-0.1% 더 높았습니다. 셀에서 구배 필름이 분명히 더 좋아 보였습니다.

• 모듈 수준: 66셀 210×210 모듈로 라미네이션한 후, 순수 SiNx 그룹이 실제로 3-4W 더 높은 전력을 보였습니다 (라인에서 측정).

"셀 효율이 낮은 그룹이 모듈 전력이 더 높게 나왔습니다." 품질 부서에서 이유를 계속 물었고, 단순히 "패키징 이득"이라고 답할 수 없었습니다.

이 글은 하나의 확실한 논문을 사용하여 그 직관에 반하는 광학적 수학을 설명합니다.

기술 매개변수

셀 효율 ≠ 모듈 전력. 라미네이션이 그 사이에 있습니다.

한 가지를 명심하세요: 셀 효율과 모듈 전력은 단순한 곱셈이 아닙니다.

25.7% 등급 셀을 사용한 66셀 210×210 TOPCon 모듈을 기준으로, 라인 데이터는 0.1%의 셀 효율 차이가 약 2.8W의 모듈 전력 차이로 이어짐을 보여줍니다. 이 계수로:

방향이 완전히 뒤집혔습니다. 셀 수준의 이점이 라미네이션 과정에서 사라졌습니다.

모듈 전력은 셀 효율을 단순히 곱한 값이 아닙니다. 유리, 봉지재, 백시트는 광학적 결합 이득(양수)을 제공하지만 전류 불일치 및 분포 손실(음수)도 발생시킵니다. 순값이 측정된 전력입니다. 서로 다른 반사 방지 조합은 라미네이션 후 매우 다른 순값을 생성하며, 이것이 '셀에서 손실, 모듈에서 이득'의 근본 원인입니다.

이 메커니즘은 이미 Zhang et al. 2019 (Energies, DOI:10.3390/en12061168) 에 의해 규명되었으며, PERC 플랫폼에서 SunSolve 시뮬레이션과 모듈 측정을 통해 뒷받침되었습니다.

기술적 장점

한 PERC 논문이 역전 현상을 명확히 설명합니다.

Zhang 2019는 단결정 PERC의 전면 3층 반사 방지 코팅을 연구했습니다. 처음 두 층은 고정된 SiNx(20nm/45nm)로 유지되었고, 세 번째 층만 변경되었습니다.

• 계획 A: 세 번째 층 15nm SiNx (굴절률 1.99)

• 계획 B3: 세 번째 층 30nm SiOx (굴절률 1.46)

SunSolve 광학 시뮬레이션(피라미드 텍스처 포함)을 사용하여 가중 평균 반사율 WAR(300-1100nm)을 계산했습니다:

셀 수준에서 B3는 A보다 반사율이 낮아 Isc가 62mA 높게 측정되었으며, 효율은 21.50% 대 21.35% (+0.15% 절대값)입니다. 낮은 굴절률의 SiOx 층을 가진 막이 셀에서 우수합니다.

그러나 모듈 수준에서는 결과가 반전됩니다. 섹션 3.3은 이를 명확히 설명합니다:

"EVA 봉지재가 단파장 광을 흡수하기 때문에 30nm SiOx 셀의 스펙트럼 응답 이점이 부분적으로 가려집니다... 모듈 전력 이득은 0.9W에 불과합니다... SiOx를 모듈에 적용하면 셀 수준의 성능 이득이 57% 감소합니다."

구체적인 내용:

• CTM 비율: 30nm SiOx 96.1% vs 15nm SiNx 96.5%. SiOx 쪽이 실제로 더 낮습니다.

• +0.15%의 셀 수준 이점은 라미네이션 후 이득의 57%를 잃었습니다.

• 모듈 전력 이득은 0.9W.

이것이 귀하의 사례에 대한 논문 수준의 설명입니다. 구배 그룹(SiOx/SiOxNy 저굴절률 층, Zhang의 B3와 같은)은 단파장 반사 방지를 통해 셀 수준에서 0.05-0.1%의 이점을 얻습니다. 그러나 라미네이션 후 EVA가 <380nm 단파장 광을 흡수하여 구배 그룹의 단파장 가장자리가 억제되고 CTM이 떨어지며, 동일한 효율 등급에서 순수 SiNx 그룹이 이를 추월합니다.

제품 적용 분야

격차가 발생하는 위치와 그 크기

① 셀 수준: 구배 그룹이 0.05%-0.1% 우세, 약 1.4-2.8W

66셀 210 TOPCon 라인 기준(0.1% 셀 효율 ≈ 2.8W 모듈 전력)으로 구배 그룹은 셀 수준에서 0.05%-0.1% 더 높으며, 이는 모듈에서 1.4-2.8W 더 높아야 함을 의미합니다.

② 모듈 수준: 순수 SiNx가 실제로 3-4W 더 높음(라인 측정)

측정 결과, 순수 SiNx 그룹의 모듈 전력이 구배 그룹보다 3-4W 더 높습니다. 작은 셀 수준 불리함을 다시 더하면, 순수 SiNx 그룹이 패키징 단계에서만 4.4-6.8W 더 기여함을 의미합니다. 720W 기준 대비 0.61%-0.94%의 패키징 이득 차이입니다.

③ 문헌 뒷받침: Zhang 2019의 "57% 감소" (PERC 플랫폼)

Zhang의 PERC 결과와 밀접하게 일치합니다: SiOx 세 번째 층이 있는 필름은 셀 수준에서 +0.15%의 이점을 얻지만, 라미네이션 후 이득이 57% 감소하고 CTM 비율이 0.4포인트 하락합니다.

66셀 210 TOPCon으로 변환하면, 0.1%의 셀 수준 이점은 라미네이션 후 약 0.04%만 남으며, 모듈은 완전히 역전될 수 있습니다. 귀하의 라인 결과인 "순수 SiNx가 3-4W 더 높음"과 동일한 원인입니다.

④ 구배 그룹이 모듈 수준에서 뒤처지는 이유는 무엇입니까?

SiOx/SiOxNy 그라데이션 필름은 300-500nm 단파장 반사 방지에 강점이 있습니다. 하지만 이는 모듈에서 유리 + EVA가 가장 강하게 흡수하는 대역입니다. 그라데이션 필름의 단파장 가장자리는 포장 재료에 의해 직접 흡수됩니다. 반면 순수 다층 SiNx는 >400nm 가시광선-근적외선 주요 대역에서 반사 방지를 철저히 수행하며(라미네이션 후에도 효과적, 실리콘의 양자 응답이 더 높은 영역), 따라서 모듈 레벨에서 더 많은 이점을 얻습니다.

라인에 적용하기: 셀 효율만으로 판단하지 마세요

① 지금 라인에서 실행 가능한가?

둘 다 가능합니다. 순수 다층 SiNx는 성숙한 경로입니다. 그라데이션 필름(SiNx/SiOxNy/SiOx)도 튜브 PECVD로 제작 가능하며, 코팅층 하나와 N/O 비율 및 3층 두께 매칭 제어 단계가 하나 더 추가됩니다.

최근 TOPCon 업계에서는 '전면 필름 SiNx 다층' 방식을 '전면 필름 질화산화물 다층' 공정 대체로 다시 추진하고 있습니다. 당신이 본 데이터는 그 추세의 라인 레벨 증거입니다. 그라데이션 필름이 나쁘다는 것이 아니라, 라미네이션 시험에서 실패했다는 것입니다.

② 가치가 있는가?

계산 방식에 따라 다릅니다. 셀 효율만 보면 그라데이션 필름이 0.05-0.1% 더 좋습니다. 그러나 모듈 레벨에서는 순수 다층 SiNx가 3-4W 앞서며, 현재 TOPCon 모듈 와트당 가격 기준으로 이는 상당한 프리미엄 여유입니다.

전면 필름 선택은 셀 효율과 패키징 이득이라는 두 가지 지표로 봐야 합니다. 셀 레벨 숫자 하나만 보면 그라데이션 그룹처럼 셀에서는 좋아 보여도 모듈에서는 손해를 볼 수 있습니다.

③ 안정적인가?

이것은 별도 확인이 필요합니다. 둘 다 다층 필름이며, 장기 신뢰성(습열 하에서의 필름 안정성, 다른 봉지재와의 매칭)을 측정해야 합니다. UNSW Hoex 팀의 이전 연구는 이미 TOPCon이 봉지재 조성에 매우 민감하다는 것을 보여주었습니다. 반사 방지 필름과 봉지재는 결합되어 있습니다. 코팅을 변경하면 봉지재 선택도 따라 변경되어야 할 수 있습니다.

라인 작업자 함정 팁: 두 전면 필름 공정을 비교할 때 셀 효율만 비교하지 마세요. 셀 레벨 0.05-0.1% 차이는 작아 보이지만, 모듈에서는 몇 와트가 역전될 수 있습니다. 셀 효율과 모듈 출력을 모두 측정하세요, 특히 전력 등급 프리미엄을 추구하는 고급 모듈의 경우.

한계: 논문이 말하지 않는 것

• Zhang 2019는 PERC 플랫폼 증거이며, TOPCon이 아닙니다. 하지만 전면 반사 방지 광학은 동일한 기원을 공유합니다: EVA는 단파장을 흡수하고, SiOx 필름은 단파장 가장자리를 잃어 CTM이 감소합니다. 이는 패키징 광학의 일반적인 규칙이며, TOPCon 전면 필름도 이를 따릅니다. 이 라인 사례는 TOPCon으로, 논문과 방향이 일치합니다. 자체 라인에서 EQE 스펙트럼 응답과 라미네이션 전후 반사 분할을 사용하여 재실행하는 것을 권장합니다.

• 이 메커니즘은 이 기사의 추론일 뿐, 최종 결론이 아닙니다. "순수 다층 SiNx가 더 높은 패키징 이득을 가진다"(유효 스펙트럼 트리밍 + 낮은 기생 흡수)는 물리적 설명을 확정하려면 EQE 스펙트럼 응답과 라미네이션 전후 반사/흡수 분할 데이터가 필요합니다. 이 글은 물리적 프레임워크와 방향을 제시합니다. 어떤 대역이 지배적이고 기생 흡수가 어디서 오는지는 라인 스펙트럼 데이터를 기다려야 합니다.

• 0.61%-0.94%의 패키징 이득 차이는 3-4W와 0.05-0.1%에서 역산된 크기 추정치입니다. 다른 봉지재(EVA/POE/EPE)와 다른 유리(코팅/비코팅)는 그 숫자를 변화시킵니다.

• 양면 모듈과 UV 차단 봉지재는 단파장 활용을 더욱 변화시킵니다. 두 그룹 간의 차이는 이중 유리 + UV 통과 시나리오에서 재분배될 수 있습니다.

요약

동일한 TOPCon 셀에서, 구배 그룹은 셀 수준에서 0.1% 우위를 보이지만 패키징 후 4W 손실이 발생합니다. 차이는 단순한 효율이 아니라, 모듈 단계에서 반사 방지 필름이 위치한 시험이 변경되었다는 점입니다.

셀 시험은 전 스펙트럼 단파장을 테스트하며, 구배 그룹이 잘 대응합니다. 모듈 시험은 패키징 후 유효 스펙트럼을 테스트하며, 순수 SiNx 그룹이 역전시킵니다.

2019년 PERC 논문이 이미 말했습니다: SiOx를 모듈에 넣으면 셀 수준 이득이 57% 감소합니다. 라인에서 측정된 3-4W 역전은 논문의 결론과 방향이 일치합니다.

전면 필름 선택 시, 단일 셀 효율 숫자에 템포를 맞추지 마십시오. 패키징 이득을 총계에 포함하십시오.

Ooitech의 견해

여기서 셀 대 모듈 격차는 모듈 라인을 인계할 때 우리가 주시하는 함정입니다. 셀에서 빛나는 코팅이 유리와 EVA가 위에 올라가면 조용히 와트를 잃게 할 수 있으므로, 항상 고객에게 실제 CTM 데이터에 대해 반사 방지 선택을 고정하라고 조언합니다. Ooitech는 모듈 생산 라인만 구축하기 때문에, 이 셀-모듈 결합은 당사의 라미네이션 및 공정 교육 작업이 실제 가치를 발휘하는 부분입니다. 이러한 선택이 운영 중인 TOPCon 라인에서 어떻게 작용하는지 보고 싶다면, Ooitech YouTube 채널(www.youtube.com/ooitech)에 많은 공장 영상이 있으니 구독하시기 바랍니다.