A fotovoltaikus ezüstpaszta cseréjének fejlesztési iránya
Az ezüstpaszta cseréje lehet a költségcsökkentés fő iránya. Mivel a paszta az akkumulátorok nem szilícium költségének nagy részét teszi ki, az ezüstpaszta egységnyi fogyasztásának csökkentése mindig is az akkumulátorkapcsolat kulcsfontosságú költségcsökkentési iránya volt. A múltban a költségcsökkentést főként kétféle módon érték el:
(1) A finomrács szélességének csökkentése
(2) A főhálózatok számának növelése. A főrács növelésével a szélesség vékonyabbá válik, és csökken az ezüstfogyasztás.
Az ezüst rendszerben a pasztahasználat csökkenése korlátozott, főként azért, mert az aktuális akkumulátorcellák hatékonysága nagyobb, a pasztának pedig az áramgyűjtés a szerepe. Nehéz tovább csökkenteni a relatív felhasználási mennyiséget. Ezért a költségcsökkentés fő iránya az ezüst helyettesítése olcsóbb fémmel lehet.
Alumíniumpasztát használtak már korábban is, de vannak bizonyos kihívások a nagyüzemi alkalmazásnál. Az alumínium az iparban gyakran használt fém, és nagy mennyiségben szállítható a fotovoltaikus gyártáshoz. Alacsony költséggel rendelkezik, és jelentősen csökkentheti a fotovoltaikus cellák nem szilícium költségeit. A PERC-korszakban évek óta használják a magas hőmérsékletű alumíniumpasztát. Az alumínium ellenállása körülbelül 1.{4}},8-szorosa az ezüstének. Bár a vonal ellenállásának elvesztése kompenzálható a vonalszélesség növelésével, vagy szilíciumot adnak az alumíniumpasztához, hogy megakadályozzák az alumíniumpaszta és a poliszilícium közötti reakciót, ezáltal csökkentve az interfész rekombinációját és növelve az akkumulátor nyitási feszültségét, mégis van egy bizonyos hézag az ezüsttel az ellenállás szempontjából.
Ráadásul az alumínium nehezen formálható. A rácsvonal méretarányának és ellenállásának szigorúbb követelményei mellett még mindig vannak bizonyos kihívások a nagy hatékonyságú bifaciális cellák későbbi nagy léptékű alkalmazása során.
A rézpaszta halad előre. A réz és az ezüst ellenállás-különbsége kicsi. Az ipar már korábban is elért némi előrelépést a rézpaszta alkalmazása terén.
2020-ban a FuturaSun piacra dobta az N-típusú IBC modulok „ZEBRA” sorozatát az európai háztartási fotovoltaikus, ipari és kereskedelmi piacok számára, rézpasztát használva a pasztában. A rézelektródák jó teljesítményt nyújtanak a hegesztési elektromos tulajdonságok és stabilitás terén:
a) Hegesztés szempontjából, ha a hegesztési hőmérsékletet 440 fokra emeljük, a lehántási erő eléri a 0,76 N/mm-t, ami közel áll a hagyományos ezüstpaszta gyűjtősínek leválási erejéhez;
b) Ami az elektromos teljesítménystabilitást illeti, az összes alkatrész elektromos teljesítménye a TC600 előtt stabil marad, jó termomechanikai stabilitást mutatva.
A rézpaszta kutatás-fejlesztése nehézkes, és más megközelítések is várhatóan megoldják a rézpaszta alkalmazási nehézségeit. A rézpaszta alkalmazása során nemcsak a paszta kapcsolatát kell figyelembe venni, hanem azt is, hogy a későbbi akkumulátorgyártók nehezítették az együttműködést. Magához a paszta linkhez a rézpaszta alkalmazásának lényege három probléma megoldása:
1. A réz oxidálhatósága:A réz aktívabb és könnyen oxidálódik a magas hőmérsékletű szinterezés során, és az antioxidáns kezelés különösen kritikus;
2. Diffúzió:Az ezüstpaszta szinterezés után ötvözetet képez, a réz pedig könnyen rádiffundál az akkumulátorcellára a szinterezési folyamat során. A rézatomok nagyobb valószínűséggel befolyásolják a PN átmenetet;
3. Hegesztési stabilitás:A ZEBRA alkatrészek nagy előrehaladást értek el a hegesztésben, és a leválási erő is megközelíti a hagyományos ezüstpaszta gyűjtősínek leválási szintjét, de még mindig van egy bizonyos rés.
Ezenkívül a rézpasztának különböző megoldásai lehetnek a rézpor alapanyagának kiválasztása, az utófeldolgozás (például antioxidáns), a formulázás, az adalékanyagok, a szinterezési részletek stb. tekintetében, és az ipari akadályok várhatóan magasabb.