TOPCon Front-Film SiNx Wins Big: 3-4W More Module Power Than Gradient Film

Introduksyon ng Produkto

Nagpatakbo ka ng paghahambing sa linya. Dalawang grupo ng TOPCon cells, magkaibang front-film recipes.

• Gradient film group: SiNx/SiOxNy/SiOx gradient stack (may low-refractive-index SiOx/SiOxNy layers)

• Pure SiNx group: pure multilayer SiNx

Ang resulta ay bumalik na baligtad.

• Cell level: ang gradient group ay 0.05%-0.1% mas mataas sa efficiency kaysa sa pure SiNx group. Sa cell, ang gradient film ay malinaw na mas maganda ang hitsura.

• Module level: pagkatapos ng lamination sa 66-cell 210×210 modules, ang pure SiNx group ay talagang 3-4W mas mataas sa power (sinukat sa linya).

"Ang grupo na may mas mababang cell efficiency ay nauwi sa mas mataas na module power." Patuloy na nagtatanong ang Quality kung bakit, at hindi mo masasagot ng "packaging gain."

Ang pirasong ito ay gumagamit ng isang solidong papel upang ayusin ang kontra-intuitive na optical math na iyon.

Technical Parameters

Cell efficiency ≠ module power. Ang lamination ay nasa pagitan.

Tandaan mo ito: ang cell efficiency at module power ay hindi simpleng multiplication.

Gamit ang isang 66-cell 210×210 TOPCon module na may 25.7%-grade cells bilang baseline, ang line data ay nagpapakita na ang 0.1% cell efficiency gap ay katumbas ng humigit-kumulang 2.8W ng module power. Sa coefficient na iyon:

Ang direksyon ay ganap na bumaligtad. Ang kalamangan sa antas ng cell ay nawala sa lamination.

Ang kapangyarihan ng module ay hindi direktang produkto ng kahusayan ng cell. Ang salamin, encapsulant, at backsheet ay nagdudulot ng optical coupling gain (positibo) ngunit pati na rin ang kasalukuyang mismatch at distribution loss (negatibo). Ang net ay ang sinusukat na kapangyarihan. Ang iba't ibang anti-reflection recipe ay nagbubunga ng iba't ibang post-lamination nets, at iyon ang ugat ng 'matatalo sa cell, mananalo sa module.'

Ang mekanismong ito ay naitala na ni Zhang et al. 2019 (Energies, DOI:10.3390/en12061168) sa isang PERC platform, na sinusuportahan ng SunSolve simulation at module measurement.

Mga Teknikal na Bentahe

Isang PERC paper ang nagpapaliwanag ng inversion nang malinaw

Pinag-aralan ni Zhang 2019 ang isang front three-layer anti-reflection coating sa mono PERC. Ang unang dalawang layer ay nanatiling fixed SiNx (20nm/45nm). Tanging ang ikatlong layer ang nagbago.

• Plan A: ikatlong layer 15nm SiNx (refractive index 1.99)

• Plan B3: ikatlong layer 30nm SiOx (refractive index 1.46)

Gamit ang SunSolve optical simulation (kasama ang pyramid texture), kinakalkula nila ang weighted average reflectance WAR (300-1100nm):

Sa antas ng cell, ang B3 ay sumasalamin ng mas mababa kaysa sa A, sinusukat na Isc 62mA mas mataas, kahusayan 21.50% vs 21.35% (+0.15% abs). Ang pelikulang may mababang-index na SiOx layer ay nananalo lamang sa cell.

Ngunit sa antas ng module, ang plot ay bumaligtad. Seksyon 3.3 ay nagsasabi nito nang malinaw:

"Dahil ang EVA encapsulant ay sumisipsip ng short-wavelength light, ang spectral response advantage ng 30nm SiOx cell ay bahagyang natatakpan... ang module power gain ay 0.9W lamang... ang paglalagay ng SiOx sa module ay nagbawas ng cell-level performance gain ng 57%."

Ang mga detalye:

• CTM ratio: 30nm SiOx 96.1% vs 15nm SiNx 96.5%. Ang SiOx ay mas mababa.

• Ang +0.15% cell-level advantage ay nawalan ng 57% ng gain nito pagkatapos ng lamination.

• Module power gain ay 0.9W.

Iyan ang paper-level explanation para sa iyong kaso. Ang gradient group (na may SiOx/SiOxNy low-index layers, tulad ng B3 ni Zhang) ay nananalo ng 0.05-0.1% sa cell level sa pamamagitan ng short-wave anti-reflection. Ngunit pagkatapos ng lamination, ang EVA ay sumisipsip ng <380nm short-wave light, ang short-wave edge ng gradient group ay napipigilan, bumababa ang CTM, at sa parehong efficiency grade, ang pure SiNx group ay lumalampas dito.

Aplikasyon ng Produkto

Kung saan ang agwat, at gaano kalaki

① Cell level: gradient group ay nananalo ng 0.05%-0.1%, mga 1.4-2.8W

Sa baseline ng 66-cell 210 TOPCon line (0.1% cell efficiency ≈ 2.8W module power), ang gradient group ay tumatakbo ng 0.05%-0.1% mas mataas sa cell level, na dapat ay nangangahulugang 1.4-2.8W mas mataas sa module.

② Module level: pure SiNx ay mas mataas ng 3-4W (sinukat sa linya)

Sinukat, ang module power ng pure SiNx group ay 3-4W mas mataas kaysa sa gradient group. Idagdag ang maliit na cell-level disadvantage, at nangangahulugan ito na ang pure SiNx group ay nag-aambag ng 4.4-6.8W higit pa sa packaging stage lamang. Laban sa 720W baseline, iyon ay 0.61%-0.94% na pagkakaiba sa packaging-gain.

③ Suporta sa literatura: Zhang 2019's "57% cut" (PERC platform)

Ang PERC finding ni Zhang ay malapit na umaayon: ang film na may SiOx third layer ay nananalo ng +0.15% sa cell level, ngunit pagkatapos ng lamination ang gain ay nababawasan ng 57% at ang CTM ratio ay bumababa ng 0.4 points.

Na-convert sa 66-cell 210 TOPCon, ang 0.1% cell-level advantage ay nag-iiwan lamang ng mga 0.04% pagkatapos ng lamination, at ang module ay tiyak na mababaligtad. Parehong source, parehong dahilan ng iyong line result na "pure SiNx ay mas mataas ng 3-4W."

④ Bakit nahuhuli ang gradient group sa module level?

Ang gradient film na may SiOx/SiOxNy ay may pangunahing lakas sa 300-500nm short-wave anti-reflection. Ngunit iyon mismo ang banda kung saan ang salamin + EVA ay pinakamalakas sumipsip sa module. Ang short-wave edge ng gradient film ay direktang kinakain ng mga packaging materials. Samantala, ang pure multilayer SiNx ay lubusang gumagawa ng anti-reflection nito sa >400nm visible-to-near-infrared main band (epektibo pa rin pagkatapos ng lamination, kung saan mas mataas ang quantum response ng silicon), kaya mas malaki ang naitutulong nito sa antas ng module.

Pagdadala nito sa linya: huwag husgahan batay sa cell efficiency lamang

① Maaari ba itong tumakbo sa linya ngayon?

Pareho kaya. Ang pure multilayer SiNx ay isang mature na ruta. Ang gradient film (SiNx/SiOxNy/SiOx) ay maaari ring gawin sa tube PECVD, isa lamang dagdag na coating layer at isa pang hakbang ng N/O ratio at three-layer thickness matching control.

Kamakailan ay muling itinutulak ng TOPCon industry ang 'front-film SiNx multilayer' approach upang palitan ang 'front-film nitrous-oxide multilayer' process. Ang datos na nakita mo ay ebidensya sa antas ng linya ng trend na iyon. Hindi naman masama ang gradient film, ito ay bumagsak sa lamination exam.

② Sulit ba ito?

Depende kung paano mo bibilangin. Tingnan ang cell efficiency lamang at ang gradient film ay 0.05-0.1% mas maganda. Ngunit sa antas ng module, ang pure multilayer SiNx ay lumalampas ng 3-4W, at sa kasalukuyang TOPCon module per-watt pricing, iyon ay tunay na premium room.

Ang pagpili ng front-film ay dapat gumamit ng two-metric view: cell efficiency plus packaging gain. Huwag titigan ang iisang cell-level number, o magiging katulad ka ng gradient group, nanalo sa cell at natalo sa module.

③ Matatag ba ito?

Ito ay nangangailangan ng sariling pagsusuri. Pareho silang multilayer films, at ang long-term reliability (film stability sa ilalim ng damp heat, pagkakatugma sa iba't ibang encapsulants) ay dapat sukatin. Ang naunang gawain ng UNSW Hoex team ay nagpakita na ang TOPCon ay sobrang sensitibo sa encapsulation formulas. Ang anti-reflection film at encapsulant ay magkakaugnay. Baguhin ang coating at ang pagpili ng encapsulant ay maaaring kailanganing sumunod.

Tip para sa line-worker na maiiwasan ang pagkakamali: kapag nagkukumpara ng dalawang front-film processes, huwag lamang ikumpara ang cell efficiency. Ang 0.05-0.1% cell-level gap ay mukhang maliit, ngunit ang module ay maaaring bumaliktad ng ilang watts. Sukatin ang parehong cell efficiency at module power, lalo na para sa high-end modules na naghahabol ng power-grade premiums.

Mga limitasyon: ang hindi sinasabi ng papel

• Ang Zhang 2019 ay ebidensya mula sa PERC-platform, hindi TOPCon. Ngunit ang front anti-reflection optics ay may iisang pinagmulan: ang EVA ay sumisipsip ng short-wave, ang SiOx films ay nawawala ang kanilang short-wave edge, bumababa ang CTM. Iyan ay isang pangkalahatang tuntunin ng packaging optics, at sinusunod ito ng TOPCon front film. Ang line case na ito ay TOPCon, pare-pareho sa direksyon ng papel. Inirerekomenda na patakbuhin muli ito sa iyong sariling linya gamit ang EQE spectral response at pre/post-lamination reflection split.

• Ang mekanismo ay hinuha ng artikulong ito, hindi isang hatol. Ang pisikal na paliwanag para sa 'pure multilayer SiNx ay may mas mataas na packaging gain' (effective spectrum trimmed + low parasitic absorption) ay nangangailangan ng EQE spectral response at pre/post-lamination reflection/absorption split data upang mapatunayan. Ang pirasong ito ay nagbibigay ng pisikal na balangkas at direksyon. Aling banda ang nangingibabaw at kung saan nagmumula ang parasitic absorption ay naghihintay ng line spectral data.

• Ang 0.61%-0.94% na agwat ng packaging-gain ay isang order-of-magnitude estimate na back-calculated mula sa 3-4W at 0.05-0.1%. Ang iba't ibang encapsulants (EVA/POE/EPE) at iba't ibang salamin (coated/uncoated) ay magpapabago sa numerong iyon.

• Ang bifacial modules at UV-cut encapsulant ay higit na nagbabago sa short-wave utilization. Ang agwat sa pagitan ng dalawang grupo ay maaaring muling maipamahagi sa ilalim ng dual-glass + UV-pass scenario.

Buod

Parehong TOPCon cells, ang gradient group ay nanalo ng 0.1% sa cell level, at pagkatapos ng packaging ay nawawalan ng 4W. Ang pagkakaiba ay hindi lamang efficiency, ito ay ang pagsusulit na pinagdadaanan ng anti-reflection film ay nagbago sa module stage.

Ang cell exam ay sumusubok ng full-spectrum short-wave, at ang gradient group ay sumasagot nang maayos. Ang module exam ay sumusubok ng effective spectrum pagkatapos ng packaging, at ang pure SiNx group ay bumabaliktad nito.

Ang 2019 PERC paper na iyon ay sinabi na: ilagay ang SiOx sa module at ang cell-level gain ay mababawasan ng 57%. Ang 3-4W inversion na nasukat sa linya ay tumutugma sa konklusyon ng papel sa direksyon.

Para sa front-film selection, huwag hayaang ang solong cell-efficiency number na iyon ang magtakda ng tempo. Isama ang packaging gain sa kabuuan.

Pananaw ng Ooitech

Ang cell-versus-module gap dito ay eksaktong bitag na binabantayan namin kapag naghahandog kami ng module line. Ang coating na kumikinang sa cell ay maaaring tahimik na magdulot ng pagkawala ng watts kapag ang salamin at EVA ay inilagay sa itaas, kaya lagi naming sinasabi sa mga kliyente na i-lock ang anti-reflection choice laban sa tunay na CTM data, hindi lab efficiency. Dahil ang Ooitech ay gumagawa lamang ng module production lines, ang cell-to-module coupling na ito ay kung saan ang aming lamination at process-training work ay talagang kumikita. Kung gusto mong makita kung paano naglalaro ang mga pagpipiliang ito sa isang tumatakbong TOPCon line, ang Ooitech YouTube channel (www.youtube.com/ooitech) ay may maraming factory footage na nagkakahalaga ng follow.