Die Technologie hinter MBB, SMBB und 0BB Solarzellen

Inhalt:

1. Einleitung
2. Was ist Multi-Busbar (MBB) Technologie?
3. Merkmale und Hauptvorteile der MBB (Multi-Busbar) Technologie
4. SMBB: Nach der Massenproduktion von TOPCon-Zellen
5. Was ist Zero Busbar (0BB) Technologie?
6. Vorteile der 0BB Technologie
7. Schlüsselvorteile im 0BB Herstellungsprozess
8. Fazit

Einleitung:

Busbars sind wie das Skelett einer photovoltaischen (PV) Zelle, das die gesamte Zelle zur Stromerzeugung unterstützt. Innerhalb einer kristallinen Siliziumzelle wird der erzeugte Strom hauptsächlich durch metallische Elektroden extrahiert, die in Haupt- und Hilfsbusbars (auch feine Busbars genannt) unterteilt werden können. Die Hauptbusbars dienen hauptsächlich der Stromsammlung und der Reihenschaltung der Hilfsbusbars, während die Hilfsbusbars zur Sammlung der photogenerierten Träger verwendet werden.

Bei der Überprüfung des gesamten Entwicklungsprozesses wird deutlich, dass die Technologie für PV-Busbars sich rasch weiterentwickelt hat, wobei Iterationszyklen in der Regel ein Tempo von 2-3 Jahren beibehalten. Die Hauptstufen umfassen den Übergang von 4BB und 5BB zu MBB (Multi-Busbar, mit 9-15 Busbars), gefolgt von SMBB (Super Multi-Busbar, mit 16 oder mehr Busbars), und schließlich zu 0BB (Zero Busbar, ohne Hauptbusbars).

Was ist Multi-Busbar (MBB) Technologie?

Im Bereich der Photovoltaik (PV) ist die Multi-Busbar (MBB) Technologie eine wichtige Methode zur Verbesserung der Effizienz von Solarzellen. Durch Erhöhung der Anzahl von Busbars auf der Zellenoberfläche verbessert die MBB Technologie signifikant die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der Zellen. Traditionelle PV-Zellen verwenden typischerweise 2 bis 5 Busbars, während die MBB Technologie 9 oder mehr Busbars einsetzt.

Eigenschaften und Hauptvorteile der MBB (Multi-Busbar) Technologie

1. Erhöhte Anzahl von BusbarsDie MBB-Technologie zeichnet sich durch eine erhöhte Anzahl von Busbars aus, die gleichmäßig über die Zelloberfläche verteilt sind, typischerweise 9 oder mehr. Diese Busbars dienen zur Sammlung und Leitung des photogenerierten Stroms. Durch die Verteilung des Stroms wird die Stromdichte auf jeder Busbar reduziert, was ohmische Verluste (Widerstandsverluste) verringert und den Füllfaktor sowie die Gesamteffizienz der Zelle verbessert.
2. Verbesserte mechanische FestigkeitDie Anwesenheit von mehr Busbars erhöht in gewissem Maße die mechanische Festigkeit der Zelle und verringert das Risiko von Schäden durch Spannungen während der Herstellung, des Transports und der Installation.
3. Verbesserte Hot-Spot-EffektDie MBB-Struktur trägt dazu bei, den Strom gleichmäßiger zu verteilen, was den Hot-Spot-Effekt verringert und somit die Langzeitzuverlässigkeit und Leistung der Module verbessert.
4. Design mit dünnen BusbarsDie erhöhte Anzahl von Busbars ermöglicht eine Reduktion der Breite einzelner Busbars. Das Design mit dünnen Busbars minimiert den Schattierungsbereich auf der Oberfläche der photovoltaischen Zelle, was mehr Licht zur Siliziumoberfläche durchlässt und die photoelektrische Umwandlungseffizienz erhöht.
5. HerstellungsprozessDie Anwendung der MBB-Technologie erfordert präzise Siebdruckverfahren und fortschrittliche Galvanisierungstechniken, um die hohe Genauigkeit und Konsistenz der zahlreichen dünnen Busbars sicherzustellen. Dies erfordert oft entsprechende Prozessverbesserungen und Ausrüstungsaktualisierungen während der Zellherstellung.

Derzeit wird die Multi-Busbar-Technologie weitgehend im Bereich der kristallinen Silizium-Solarzellen eingesetzt und hat sich als wichtiges Mittel zur Verbesserung der Zellleistung und zur Kostensenkung etabliert.

SMBB: Nach der Massenproduktion von TOPCon-Zellen

Mit der Entwicklung neuer Zelltechnologien wie TOPCon und HJT hat sich auch der Lötmaschinenprozess von MBB auf SMBB (Super Multi-Busbar) aufgerüstet. SMBB kann als verbesserte Version der MBB-Technologie betrachtet werden. Durch die Verwendung feinerer Busbars reduziert SMBB den Bedarf an Silberpaste, erzielt weniger Abschattung und verkürzt die Stromübertragungsdistanz. Dies verringert effektiv den Serienwiderstand und erhöht die Toleranz der Zelle gegenüber Mikrorissen, gebrochenen Busbars und Brüchen, was die Zuverlässigkeit weiter verbessert.

Die SMBB-Technologie weist typischerweise 15-25 Busbars auf, was bedeutet, dass jede Zelle 15-25 Busbars gedruckt hat. Derzeit nutzen TOPCon-Zellen häufig das SMBB-Schema, und einige führende Heterojunction (HJT)-Unternehmen haben ebenfalls die Massenproduktion mit 18+ Busbars erreicht.

Was ist Zero Busbar (0BB) Technologie?

Zero Busbar (Busbarless) Technologie ist eine aufstrebende Fertigungstechnik für photovoltaische (PV) Zellen, die die Effizienz von Solarzellen erhöht und die Kosten senkt. Bei kristallinen Silizium-Solarzellen sind Busbars Metallleitungen, die zum Sammeln von Strom verwendet werden, normalerweise mit mehreren Hauptbusbars. Die Zero Busbar Technologie eliminiert diese Hauptbusbars und verwendet stattdessen feinere Metallleitungen oder leitfähige Materialien zur Stromsammlung.

Im 0BB-Prozess werden Hauptbusbars während der Siebdruckstufe der Metallelektroden entfernt, und die Breite und der Abstand der Hilfsbusbars werden optimiert. Die Vorteile von 0BB umfassen Kostensenkung, geringeren Silberverbrauch und erhöhte Effizienz.

Vorteile der 0BB Technologie

1. Reduzierte Abschattung: Die 0BB Technologie minimiert die Abschattung durch Busbars und verbessert damit die Effizienz der PV-Zellen.
2. Erhöhte Stromsammlung: Die Verwendung feiner Metallleitungen oder leitfähiger Materialien erhöht die Fläche der Stromsammlung und verbessert die Zelleneffizienz weiter.
3. Kostensenkung: Die 0BB Technologie reduziert die Anzahl und Komplexität der Busbars und senkt die Produktionskosten der Zellen.
4. Verbesserte Zuverlässigkeit: Durch die Beseitigung des Risikos von Busbar-Brüchen oder anderen damit verbundenen Problemen verbessert die 0BB Technologie die Zuverlässigkeit der Zellen.

Wesentliche Vorteile im Produktionsprozess von 0BB

1. Kosteneinsparungen: Im Vergleich zu SMBB kann 0BB etwa 30% Silberpaste, Einkapselungsmaterial und 10% Lötzinnband in der Zellfertigungsphase einsparen.
2. Höhere Modulleistung: Die Verwendung von Niedertemperaturlötprozessen sowie ultrafeinen, ultrabiegsamen Lötzinnbändern trägt dazu bei, die Schweißausbeute von Modulen zu verbessern. Diese ultrafeinen, ultrabiegsamen Bänder können mehr Strom sammeln und die Stromübertragungsdistanzen verkürzen, was zu einer höheren Modulleistung führt.

Die Zero Busbar-Technologie stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Herstellung von Solarzellen dar und bietet einen vielversprechenden Weg zu effizienteren und kostengünstigeren Lösungen für Solarenergie.

Gemäß dem "2024-2029 China 0BB (Zero Busbar) Industry Market In-depth Research and Development Prospect Forecast Report" des New Sijie Industry Research Centers befindet sich die 0BB-Technologie als Upgrade zur SMBB-Technologie derzeit in den frühen Stadien der Industrialisierung in China. Aufgrund ihres Potenzials zur Kostenreduzierung, Effizienzsteigerung und geringeren Silberverwendung wird erwartet, dass sie in Zukunft die SMBB-Technologie ersetzen und weitreichend im Bereich der Photovoltaik (PV) angewendet werden wird.

Seit 2023 haben mehrere chinesische Unternehmen in die Forschung von 0BB-Technologie, Zellen, Lötzinnbändern, Modulen oder Ausrüstungen investiert. Zu diesen Unternehmen gehören Risen Energy, Akcome Technology, Tongwei Solar, Autowell, Jinergy Photovoltaic, Suzhou Wattway, Shenzhen Lightway, Lead Intelligent und Debont Technology.

Die 0BB-Technologie hat bereits die Anwendung in der Massenproduktion erreicht. Im April 2023 hat Risen Energy erfolgreich die erste Charge heterojunction 0BB-Zellen auf den Markt gebracht, was die erste Anwendung der 0BB-Technologie auf einer Produktionslinie im Gigawatt-Maßstab markiert. Mit der Reife der Technologie und dem verstärkten Markteintritt weiterer Unternehmen wird sich die Massenproduktion von 0BB im Jahr 2024 beschleunigen und ihre Marktpenetration erhöhen. Es wird geschätzt, dass bis 2025 die Marktgröße für 0BB-Ausrüstung 10 Milliarden Yuan und die Marktgröße für 0BB-Lötzinnbänder 31 Milliarden Yuan erreichen wird.

Branchenanalysten von New Sijie weisen darauf hin, dass unter den Zelltypen Heterojunction (HJT), TOPCon und PERC der Bedarf an Kosten- und Silberreduktion für HJT-Zellen am dringendsten ist. Im Jahr 2022 überstieg die Produktionskapazität für HJT-Zellen in China 10 GW und erreichte 2023 etwa 55 GW. Bis 2025 wird erwartet, dass sie 150 GW erreicht. Mit der schnellen Expansion der HJT-Zellproduktion wird sich auch der Anwendungsbereich der 0BB-Technologie weiter ausweiten.

Schlussfolgerung

Im rasanten Fortschritt der Photovoltaik-Technologie entwickeln sich die MBB-, SMBB- und 0BB-Solarzellentechnologien kontinuierlich weiter, was zu höherer Effizienz, niedrigeren Kosten und zuverlässigeren Leistungen führt.

Die MBB-Technologie verbessert die Leistung und die mechanische Festigkeit von Solarzellen durch die Erhöhung der Anzahl der Busbars und reduziert den Hot-Spot-Effekt. Die SMBB-Technologie verfeinert das Busbar-Design weiter, reduziert den Einsatz von Silberpaste und verbessert die Zuverlässigkeit und Effizienz der Zellen. Die 0BB-Technologie beseitigt die Hauptbusbars, optimiert die Breite und den Abstand der Hilfsbusbars und erreicht Kostensenkung und Effizienzsteigerung.

Die Fortschritte in diesen Technologien treiben das Wachstum der Photovoltaikindustrie voran. In Zukunft, wenn diese Technologien weiter reifen und verbreitet werden, wird die Effizienz und Leistung von Solarzellen weiter zunehmen und einen größeren Beitrag zur Entwicklung globaler erneuerbarer Energien leisten. Die Weiterentwicklung der MBB-, SMBB- und 0BB-Technologien wird die Photovoltaikindustrie zu neuen Höhen führen.

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Referenzen:

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Dialog mit JA Technology CTO Ouyang Zi: 0BB-Module werden voraussichtlich im dritten Quartal dieses Jahres in die Massenproduktion gehen. (n.d.). Sohu.com. Abgerufen von [https://www.sohu.com/a/786521047_121255906]

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