TOPCon 대 BC 태양전지: 후면 비교

TOPCon과 BC의 차이는 보통 측정이 가능한 셀 전면에서 논의됩니다. 대부분의 제조 리스크는 찾아봐야 보이는 뒷면에 있습니다.

PV 셀 기술 · 모듈 제조 · by Jerry, Ooitech

1. 한 장의 사진으로 보는 비교

그림 1: TOPCon 셀 뒷면(왼쪽)과 BC 셀 뒷면(오른쪽). TOPCon 후면은 연속적이고 대체로 균일한 영역입니다. BC 후면은 개별 전극 구역으로 구성되어 있습니다.

왼쪽 셀은 기존 후면 구조가 어떤 모습인지 보여줍니다. 넓고 균일한 영역에 하나의 특징군이 가로질러 있습니다. 오른쪽 셀은 구조적으로 다른 것을 하고 있습니다. 양극과 음극 전극이 모두 그 한 면에 있기 때문에 패턴이 더 조밀하고 더 분할되어 있습니다.

이 단일 관찰이 모듈 제조의 모든 단계에서 BC가 감수하는 트레이드오프를 설명합니다.

2. BC가 양면성을 대가로 전면 효율을 얻는 이유

BC는 두 극성을 모두 후면으로 옮깁니다. 따라서 셀 전면에는 버스바도 핑거도 없어 금속이 들어오는 빛을 막지 않고 전면에서 음영 손실이 발생하지 않습니다. 이것이 BC의 전면 효율 우위의 원천이며, 이는 실재합니다.

대가는 뒷면에서 치릅니다. 모든 금속화가 한 면에 집중되기 때문에 BC 셀의 후면은 미세한 핑거와 버스바로 빽빽합니다. 이 금속 라인들은 그렇지 않으면 후면 조사량을 수집했을 면적을 차지하므로, BC 모듈은 같은 규격의 TOPCon 모듈보다 뒤에서 들어오는 빛을 덜 수집합니다. 이것이 BC 양면성이 TOPCon 양면성보다 낮은 구조적 이유이며, 어떤 공정 튜닝으로도 이를 없앨 수 없습니다. 이는 결함이 아니라 설계상의 결과입니다.

3. 전극 배치 문제

그림 2: BC 후면을 더 가까이 본 모습. 강조된 영역은 반대 극성 구조가 서로 가까이 지나는 곳으로, 바로 이곳에서 절연이 유지되어야 합니다.

TOPCon 후면에서는 극성이 셀의 서로 다른 면에 있기 때문에 결코 만나지 않습니다. BC 후면에서는 하나의 면을 공유하며 구역으로 배열됩니다. 음극 핑거, 음극 버스바, 양극 핑거, 양극 버스바가 모두 같은 평면에 교차되어 있습니다.

이 인접성이 바로 엔지니어링 문제입니다. 짧은 거리를 두고 놓인 반대 극성의 두 전극은 인쇄 결함, 납땜 이탈, 오염, 취급 중 기계적 손상 등 어떤 이유로든 접촉하면 셀을 단락시킵니다. 그 사이에 인쇄된 절연 재료가 이를 방지하므로, 이는 보호용 추가물이 아니라 기능성 층입니다.

이에 대한 재료 및 공정 측면은 BC 태양전지에 후면 절연 접착제가 필요한 이유, 여기에서 자세히 다루며, 이 층이 해야 할 일과 적용 방법을 포함합니다.

4. 실험실 테스트로는 아무도 답할 수 없는 질문

절연이 인쇄층에 의존하게 되면, 당연한 질문은 그 층이 얼마나 오래가는가입니다. 모듈 보증은 25년이며, 현장 환경은 온화하지 않습니다. 일일 온도 변화, 지속적인 자외선 노출, 수분 침투, 반복적인 열 사이클이 모두 같은 계면에 작용합니다.

절연층은 그 전체 기간 동안 절연성을 유지해야 합니다. 균열이 생기거나, 백화되거나, 박리되거나, 전도성 경로로 열화되어서는 안 됩니다. 수입 검사를 통과한 갓 만든 셀은 테스트 당일 층이 올바르게 적용되었음을 증명할 뿐입니다. 12년 후에 대해서는 아무것도 증명하지 않습니다.

이것이 BC를 둘러싼 장기 신뢰성 논쟁의 핵심이며, 이는 비판이 아니라 정당한 논쟁입니다. 세 가지 변수가 결과를 결정합니다.

여기서 공급업체가 갈립니다. 엄격한 인쇄 및 경화 제어와 함께 높은 내후성 배합을 사용하는 제조업체는 25년 문제에 대한 여유를 사는 것입니다. 절연층을 최소화해야 할 비용 항목으로 취급하는 제조업체는 모듈이 현장에 나가 보증 범위를 벗어날 때까지 나타나지 않을 리스크를 안고 있는 것입니다.

5. 이것이 모듈 라인에서 바꾸는 것

BC 모듈을 조립하는 공장에서 후면 구조는 현장에서 네 가지를 바꿉니다.

이 중 어느 것도 BC를 절대적인 의미에서 제조하기 더 어렵게 만들지는 않습니다. 다만 특정하고 식별 가능한 지점에서 공정 윈도우를 좁히고, 불일치의 비용을 높입니다. 이는 장비에 직접적인 영향을 미칩니다. BC 포맷을 운영하는 라인은 동일한 라인이 TOPCon을 운영할 때보다 더 좁은 윈도우에 맞춰진 솔더링 제어와 검사 역량이 필요합니다.

6. 리스크를 줄이는 방법

실질적인 네 가지 조치를, 회수 순서대로 정리했습니다.

• 공급업체가 아니라 절연 소재를 검증하십시오. 일반적인 "anti-PID" 또는 "절연" 주장이 아니라, 특정 배합에 대한 UV 및 습열 데이터를 요청하십시오. 사용할 수 있는 범위 전반에 걸쳐, 계획된 제2 공급원을 포함하여 배합을 비교하십시오.
• 인쇄와 경화를 공정 파라미터로 관리하십시오. 두께 균일도, 에지 정의 및 경화 스케줄은 한계와 기록을 포함하여 공정 관리 계획에 포함되어야 합니다. 이들이 방지하는 고장은 스테이션에서 보이지 않기 때문입니다.
• 광학적으로만이 아니라 전기적으로 검사하십시오. 스트링 후 및 라미네이션 후의 EL 이미징을 모듈 바코드별 I-V 측정과 함께 수행하는 것이 잠재적 리스크를 검출 가능한 것으로 바꾸는 방법입니다. EL이 적합한 도구인 이유는 다음에 설명되어 있습니다 EL 테스트: 인라인 vs 오프라인 설정.
• 스트링거를 포맷에 맞추십시오. BC 인터커넥트는 모두 한쪽 면에 있으므로, 솔더링 헤드 구성, 리본 처리 및 온도 프로파일은 포맷별로 다릅니다. 저희 SS-1500B 태버 스트링거 는 바로 이러한 이유로 BC, TOPCon 및 PERC 셀을 모두 커버하도록 규격화되어 있으며, 저희는 유럽 제조업체들, 그중에서도 폴란드 모듈 제조업체.

7. FAQ

에 BC 스트링 역량을 공급한 바 있습니다.

BC의 양면성이 TOPCon보다 낮은 이유는 무엇인가요?

두 전극이 모두 후면에 있기 때문입니다. 후면 금속화는 후면 조사량을 수집할 수 있는 면적을 차지하므로, 뒤에서 셀에 도달하는 빛이 줄어듭니다. TOPCon은 두 극성을 반대 면에 유지하여 후면을 비교적 개방된 상태로 둡니다. 이는 제조 품질의 차이가 아니라 아키텍처의 구조적 결과입니다.

BC 셀의 절연층은 무엇을 위한 것인가요?

후면 표면을 공유하는 양극과 음극 전극을 절연합니다. 이것이 없으면 인접한 반대 극성 구조 사이의 접촉이 셀을 단락시킵니다. 이는 선택적 코팅이 아니라 기능성 층입니다.

그 층의 25년 신뢰성을 입증할 수 있나요?

직접적으로는 불가능합니다. 가속 시험과 입고 검사는 층이 올바르게 적용되고 규격화되었음을 입증합니다. 25년 동안 절연성을 유지하는지는 배합, 인쇄 균일도 및 경화, 그리고 UV, 습기 및 열 사이클 하에서 이것들이 어떻게 견디는지에 달려 있습니다. 그래서 소재 규격과 공정 기록이 입고 시험 결과만큼 중요한 것입니다.

BC는 TOPCon과 다른 장비가 필요한가요?

다른 기계는 아니지만, 특정 지점에서 다른 설정과 더 엄격한 제어가 필요합니다. 솔더링 온도와 헤드 구성, 단면 가열을 피하는 처리, 그리고 눈에 보이는 기계적 흔적 없이 전기적 결함을 검출할 수 있는 검사입니다. 많은 스트링거 플랫폼은 올바르게 구성되면 두 포맷을 모두 커버합니다.

후면 금속화 패턴이 EL 검사에 영향을 미치나요?

이미지를 읽는 방식이 달라집니다. BC 후면의 단락이나 끊긴 영역이 항상 명백한 시각적 결함과 일치하지는 않으므로, 작업자는 이상을 판단하기 전에 극성이 어디로 흐르는지와 정상 후면이 어떤 모습인지 알아야 합니다. 셀 포맷별 참조 이미지를 스테이션에 보관해 둘 가치가 있습니다.

새 모듈 공장은 어떤 포맷을 선택해야 하나요?

최종 생각

모듈이 설치될 위치에 달려 있습니다. TOPCon의 더 높은 양면성은 후면 조사량이 의미 있는 지상 설치 및 고가 설치에 유리합니다. BC의 전면 효율은 고정된 지붕 면적에 더 많은 전력을 담는 것이 후면 이득보다 중요한 옥상과 같은 면적 제약 응용에 유리합니다. 올바른 답은 모듈만이 아니라 설치 환경의 함수입니다.