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BC電池 Back Contact Cell 全稱為背接觸電池,其基型是 IBC電池 ,即 叉指式背接觸電池 Interdigitated Back Contact Cell 。
IBC電池最早由 Schwartz和 Lammert于 1975年提出, 是一種 將電池的發(fā)射區(qū)電極和基區(qū)電極均設(shè)計(jì)于電池背面的硅太陽電池。 其 發(fā)射極和背表面場以交叉的形式排布在電池背面,發(fā)射極和基極金屬接電極也呈交叉狀,正背面采用氧化層鈍化,減少載流子復(fù)合。電池正面無柵線遮擋,外觀精美。
2004年,美國 SunPower公司(現(xiàn) Maxeon 采用點(diǎn)接觸和絲網(wǎng)印刷技術(shù)研發(fā)在其菲律賓工廠實(shí)現(xiàn)全球首 塊 大面積( 149cm2 IBC電池商業(yè)化量產(chǎn),最高轉(zhuǎn)換效率 為后續(xù) BC技術(shù)路線的電池結(jié)構(gòu)和工藝框架奠定 了 基礎(chǔ)。
BC技術(shù)與 TOPCon、 HJT、 PERC等技術(shù)不同的地方在于,其主要通過背面圖形化工藝將 p+發(fā)射極、 n+背場區(qū)以及柵線放置于電池背面,是電池背面圖形結(jié)構(gòu)的變化。而其他三種電池技術(shù)路線則主要是通過改變電池鈍化的膜層結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)效率以及其他特性的改變。 BC電池的理論轉(zhuǎn)換效率極限為 逼近硅基極限, 高于TOPCon和 HJT的 28.7%和 28.5%。
BC電池技術(shù) 本質(zhì)上是一種電極工程平臺 ,可與 TOPCon、 HJT、鈣鈦礦等技術(shù)有機(jī)結(jié)合,兼收其他技術(shù)優(yōu)點(diǎn)并進(jìn)一步提升轉(zhuǎn)換效率,統(tǒng)稱為 XBC電池 X Back Contact Cell),即 類背接觸電池 。目前常見的有 TBC電池 、 ABC電池、 HPBC電池 、 HBC電池 等 。
隆基二代HPBC、愛旭 ABC等主流電池產(chǎn)品 均 以 TBC為主要結(jié)構(gòu) 。 TBC電池和 HBC電池 分別將 BC電池 高的短路電流與 TOPCon電池 優(yōu)異的鈍化接觸特性 以及HJT電池高的開路電壓 相結(jié)合 從而 獲得更高的電池效率。 當(dāng)前 TBC技術(shù) 已經(jīng)全面量產(chǎn), HBC技術(shù) 還 在推動量產(chǎn)過程中 。
BC電池通過全背交叉電極技術(shù)將電池的正負(fù)電極全部集成于背面 ,消除傳統(tǒng)電池正面 3 5%的金屬柵線遮擋, 最大化光吸收面積 ,入射光子利用率提升到從而帶來更高的短路電流密度 (Jsc),提升整體光電轉(zhuǎn)換效率。另外 BC電池的 PN結(jié)在電池背面,正面無 PN結(jié),消除了因正面摻雜的擴(kuò)散結(jié)帶來的寄生吸收,提升了光子的吸收和利用率。正面無載流子收集需求,可獲得更加靈活的光學(xué)和鈍化設(shè)計(jì),追求極致的減反和鈍化效果 進(jìn)一步提升電池轉(zhuǎn)換效率。
除電池結(jié)構(gòu)本身帶來的差異化優(yōu)勢外,愛旭等BC頭部企業(yè)還通過無銀 金屬化 涂布、 “一”字型焊接 、滿屏技術(shù)等方式進(jìn)一步提升產(chǎn)品競爭力。
1 無銀金屬化涂布: 通過電化學(xué)及化學(xué)手段鍍銅 /鎳 /錫 以純銅替代電極,實(shí)現(xiàn) 全無銀量產(chǎn)制造。同時(shí), 銅柵與硅片的無縫綁定,零燒穿、零損傷的技術(shù)特性,大大提升電池的韌性與強(qiáng)度。 此外 原材料成本低廉 且 充沛易獲取、電池效率高、確保產(chǎn)業(yè)規(guī)?;瘮U(kuò)展無后顧之憂 。
2“一”字型焊接 全背面“一”字型焊接代替?zhèn)鹘y(tǒng)“ Z”字型焊接 所有焊帶均勻分布在電池背面,且處于同一水平面 避免常規(guī)的復(fù)雜封裝流程 提升焊接強(qiáng)度, 相連的電池邊緣無碎裂風(fēng)險(xiǎn) 顯著 降低了組件脫落和隱裂風(fēng)險(xiǎn) 。
3 滿屏技術(shù) 通過精準(zhǔn)疊焊 技術(shù)消除 片間距、隱藏匯流條 將電池片最大化鋪滿組件, 進(jìn)一步提升 有效發(fā)電面積 ,并 完美適配客戶美學(xué)需求 。
當(dāng)前BC技術(shù)電池量產(chǎn)批次平均轉(zhuǎn)換效率達(dá) 27%以上 組件量產(chǎn)效率全面突破24%。 根據(jù) 各頭部電池組件企官網(wǎng) 資料顯示,當(dāng)前量產(chǎn)主流版型 2382mm×1134mm
雙面雙玻 BC組件 最高功率達(dá) 665W 與傳統(tǒng) TOPCon組件相比有 約 30W的功率增益 較 通過導(dǎo)入 半片鈍化、 MAX、無主柵 等技術(shù)進(jìn)行 升級后的 TOPCon+組件 仍有約15W的功率增益, 具備同等面積輸出功率更高 的優(yōu)勢 。 此外 BC組件兼具 低衰減、低溫度系數(shù)、高溫抑制 、 抗 隱裂 、弱光性能更優(yōu) 與陰影遮擋發(fā)電優(yōu)化等 方面優(yōu)勢確保了全生命周期內(nèi)的發(fā)電穩(wěn)定性與可靠性。
BC和 TOPCon的技術(shù)博弈日趨激烈 在 TOPCon電池 進(jìn)行 升級的同時(shí), BC電池技術(shù) 也在 不斷 優(yōu)化 后續(xù)升級 演進(jìn)的 方向也愈發(fā)清晰。 在未來的 3 5年內(nèi), BC電池效率 有望 提升到 28.5%左右, 進(jìn)一步逼近 29.1%的 理論轉(zhuǎn)換效率極限 ,并 推動 整體 組件效率突破 有望 持續(xù) 保持 領(lǐng)先 優(yōu)勢 。
在電池技術(shù)提效上BC電池未來幾年將在光管理、雙極復(fù)核鈍化和新型的先進(jìn)的金屬化等方面持續(xù)發(fā)力,穩(wěn)步來降低電學(xué)損失,逐步提升其光電轉(zhuǎn)換效率。
在組件效率提升上通過多分片及高密度封裝技術(shù)的量 產(chǎn)實(shí)現(xiàn) 提高有限面積內(nèi)電池的整體封裝占比 并通過智能焊接、智能組件技術(shù)等技術(shù)的突破,大幅度降低焊接及電路失配帶來的損失,進(jìn)一步提升組件效率。