Mas Manipis na Silicon Wafer kumpara sa 25-30 Taong Buhay ng Module: Maaari Bang Mabuhay ang Dalawa?

Panimula

Ang mga solar wafer ay nasa diyeta sa 2026. Dalawang taon na ang nakalipas, ang pangunahing kapal ay nasa 150-160μm pa rin. Ngayon, ang 120-130μm na ang naging pamantayan sa volume production para sa N-type na wafer, at itinulak na ng ilang nangungunang kumpanya ang 110μm sa kanilang mga linya ng produksyon.

Kaya bakit karera ang buong industriya upang gawing mas manipis ang mga wafer? Kapag patuloy na pumapayat ang mga wafer, magiging sobrang marupok ba ang mga cell na madaling mabasag sa kaunting hawakan? At kaya pa bang maihatid ng mga downstream module ang 25-taon, kahit 30-taon, na disenyo ng buhay? Ito ang mga tunay na katanungan na parehong pinapahalagahan ng industriya at mga mamumuhunan.

Bakit Hinahabol ng Buong Industriya ang Mas Manipis na Wafer

Ang pinaka-direktang dahilan sa likod ng pagpapapayat ng wafer ay ang pagbawas ng gastos, na nakakatipid ng mahalagang polysilicon.

Bawat 10μm na bawas sa kapal ng wafer ay nagpapababa ng konsumo ng silicon bawat watt ng humigit-kumulang 7%. Pagkatapos ibawas ang dagdag na gastos na hindi silicon sa mga hakbang ng pagputol at cell, ang kabuuang gastos bawat wafer ay bumababa ng humigit-kumulang 0.03-0.04 yuan. Mula 160μm hanggang 130μm, nakakatipid ng halos isang jiao bawat wafer. Sa pandaigdigang taunang pag-install na 600GW, umaabot iyon sa sampu-sampung bilyong yuan na natitipid sa buong industriya bawat taon.

Sa kasalukuyan, ang polysilicon ay bumubuo ng 9%-14% ng kabuuang gastos ng module. Ang bigat nito ay malayong mas mababa kaysa noong panahon ng polysilicon bull run, ngunit ang pagpapapayat ay nananatiling pinaka-epektibong paraan upang direktang bawasan ang konsumo ng silicon.

Higit pa sa pagtitipid ng pera, ang manipis na wafer ay nagdadala ng dagdag na kuryente. Kung mas manipis ang wafer, mas maikli ang landas ng transportasyon para sa photo-generated carriers, kaya bumababa ang bulk recombination loss at bahagyang tumataas ang kahusayan ng cell. Mas mahusay pa itong ipares sa TOPCon at HJT.

Ngunit ibang-iba ang pagtitiis ng iba't ibang ruta ng cell sa pagpapapayat. Ang HJT ay isang low-temperature na proseso na walang high-temperature doping step, kaya natural itong angkop sa manipis na wafer at maaaring bumaba sa 100-110μm. Ang TOPCon ay kailangang dumaan sa high-temperature polysilicon deposition step, at ang masyadong manipis na wafer ay madaling mag-warp, na nakakasira sa yield. Kaya naman ang volume production ng TOPCon ay kadalasang nananatiling konserbatibo sa 125-135μm range.

Paano Kontrolin ang Kalidad Pagkatapos ng Pagnipis, at Paano Tinutupad ng mga Module ang Kanilang Warranty

Ang monocrystalline silicon ay isang malutong na semiconductor material sa likas na katangian. Habang bumababa ang kapal, kapansin-pansing bumababa ang kakayahan ng wafer na lumaban sa baluktot at stress. Ang mga thin-wafer cell ay hindi madudurog sa isang hawakan, ngunit ang posibilidad ng micro-cracks ay malinaw na tumataas. Ang panganib ay sumasaklaw sa buong kadena: paghiwa, paggawa ng cell, pag-iimpake ng module, logistik, pag-install sa site, at pangmatagalang operasyon ng planta.

Sa panahon ng pagputol ng wafer at produksyon ng cell, mas madaling maapektuhan ng mekanikal na pagpisil at thermal shock ang mga manipis na wafer. Ang texturing, diffusion, printing, at soldering ay maaaring mag-iwan ng mga micro-crack na hindi nakikita ng mata. Sa mga linya ng TOPCon lalo na, ang warpage ng wafer ay direktang nagdudulot ng pagkasira sa transportasyon at mga error sa alignment, na nagpapababa sa kabuuang ani ng linya.

Sa hakbang ng pag-iimpake ng module, ang presyon at pagbabago ng temperatura sa lamination ay lalong nagpapalaki sa internal stress ng wafer at nag-trigger ng mga likas na micro-crack. At hindi lahat ng depekto ay lumalabas sa gate ng pabrika. Ang mga pagyanig sa pagpapadala, mga pagkakabangga sa site sa panahon ng konstruksyon, at pagkatapos ay ang araw-araw na pag-ikot ng temperatura sa gabi kapag tumatakbo na ang planta, ay patuloy na naglalapat ng stress sa pamamagitan ng thermal expansion at contraction. Dahan-dahang kumakalat ang mga pinong micro-crack. Pagkatapos ng dalawa o tatlong taon ng operasyon, ang ilang micro-crack ay nagiging nakikitang mga nakatagong bitak, na sumisira sa internal current path ng cell, nagdudulot ng abnormal na pagbaba ng kuryente, at sa matinding kaso, nag-trigger ng hot-spot risk.

Ang mga manipis na wafer mismo ay hindi direktang nagpapaikli sa buhay ng module. Ang talagang nagbabanta sa 25-30 taong lifecycle ay ang micro-crack defect na hindi nahuli ng anumang inspeksyon. Kung ang buong daloy ay makapagpapanatili ng mga nakatagong bitak sa napakababang antas, ang mga thin-wafer module ay maaari pa ring maabot ang mga pangmatagalang target. Ngunit kung ang pag-ulit ng proseso sa buong supply chain ay hindi makasabay sa pagtulak ng pagnipis, ang mga depektong nakabaon sa yugto ng paggawa ay lalabas at mabibigo sa gitna hanggang huling mga taon ng operasyon ng planta. Ang pagnipis ay mahalagang mas mataas na bar sa buong kadena ng paggawa ng wafer-cell-module.

Pagputol ng Wafer: Pinong Tungsten Wire ang Pumuputol ng Likas na Pinsala

Ang industriya ay malawakan nang gumagamit ng high tensile strength tungsten diamond wire, na pumalit sa tradisyonal na carbon-steel diamond wire. Ang mga karaniwang thin-wafer lines ay gumagamit ng wire diameters na 24μm at pababa. Para sa 110-120μm ultra-thin wafers, ginagamit ang mas pinong 20-22μm ultra-fine tungsten wire. Kung mas pino ang wire, mas makitid ang kerf, mas manipis ang nasirang layer sa ibabaw ng wafer, at mas kaunti ang surface micro-cracks. Iyon ay pumutol sa mga likas na micro-crack na dinadala ng wafer palabas ng pabrika mismo sa pinagmulan.

Paggawa ng Cell: Pinuhin ang Proseso, Bawasan ang mga Epekto ng Bitak

Nakatuon ang kontrol sa ilang mahahalagang hakbang. Pinapabagal ng mga basang proseso ang daloy ng tubig at pag-indayog ng basket upang mabawasan ang mga pagkabigla at alitan. Gumagamit ang transportasyon ng mga nababaluktot na mekanismo upang bawasan ang vacuum suction at epekto ng paggalaw. Pinapabagal ng mga hakbang sa mataas na temperatura ang mga rate ng pagtaas at pagbaba upang pigilan ang pag-warp at thermal stress. Binababaan ng pag-print ang presyon ng squeegee. Ino-optimize ng sintering ang kurba ng temperature zone upang maiwasan ang hot-cold shock. Ang bawat hakbang ay may kasamang PL inspection upang ma-screen nang maaga ang mga micro-crack at warped na masamang wafer, na nagbabawas sa panganib ng pagkasira at nakatagong bitak.

Paggawa ng Module: Mahalaga ang Paghihinang, Kailangan ng Tuning ang Lamination

Kapag nag-string ng mga cell, gumamit ng staged gradient heating at mahigpit na kontrolin ang thermal shock. Gumamit ng pinong, malambot na ribbon upang ikalat ang stress sa solder point at bawasan ang single-point squeezing pressure sa manipis na wafer. Ayusin ang puwersa ng pressing-pin ng kagamitan upang maiwasan ang pinsala sa mga cell mula sa matigas na pagpindot. Pumili ng low-hardness soft ribbon upang bawasan ang paghatak sa pagitan ng ribbon at wafer deformation sa panahon ng thermal cycling. Pagkatapos ng paghihinang, magdagdag ng EL inspection upang ma-screen nang maaga ang mga micro-crack na dulot ng paghihinang, upang hindi ito makapasok sa lamination.

Sa lamination, maaari mong subukang pabagalin ang vacuum pumping at ramp rates upang mapalambot ang pressure shock, habang ino-optimize ang kurba ng temperature zone upang maiwasan ang internal thermal stress mula sa mabilis na pag-init at paglamig.

Buod

Ang pagpapapayat ng wafer ay isang naitatag na trend sa industriya, at walang punto sa tahasang pagtanggi dito. Habang ang buong kadena ay sumasakay sa pagpapapayat para sa mas mababang gastos at mas mahusay na output, ang mga hakbang sa wafer, cell, at module ay kailangang mag-upgrade ng kagamitan at proseso nang magkasama, mahigpit na kontrolin ang mekanikal at thermal stress, bantayan ang mga nakatagong bitak at pagkasira, at palakasin ang full-flow inspection. Iyan ang paraan upang mapanatili ang linya sa pangmatagalang kalidad at pagiging maaasahan ng module habang binabawasan pa rin ang gastos.

Pananaw ng Ooitech

Ang pagpapapayat ay talagang problema sa pamamahala ng stress na pinakamabigat na dumarating sa linya ng module, at doon nagpapasya ang mga pagpipilian ng kagamitan kung lalabas ba ang mga nakatagong micro-crack. Sa aming panig, ang mga stringer na may segmented gradient soldering at soft-ribbon handling, kasama ang EL screening bago ang lamination, ay eksaktong mga guardrail na pumipigil sa mga 110-130μm cell na maging field failures makalipas ang limang taon. Ang pisika ng manipis na wafer ay nakatakda, ngunit ang yield ay panalo o talo sa kung gaano kahinayang hawakan ng iyong linya ang mga ito. Kung gusto mong makita kung paano pinapatakbo ng isang tunay na MBB module line ang mga hakbang na ito, ang Ooitech YouTube channel sa www.youtube.com/ooitech ay sulit na panoorin.