Dari Sel ke Modul: Proses Pembuatan Modul Suria Back-Contact (BC)

Pengenalan: Mengapa Teknologi Back Contact Mengubah Industri Solar

Industri PV sedang dalam pertengahan peralihan teknologi yang sebenar. PERC memerintah selama bertahun-tahun, TOPCon naik dengan pantas, dan kini seni bina ketiga menarik perhatian serius daripada kedua-dua pengeluar dan pemaju projek: teknologi sel Back Contact (BC).

Sel konvensional dengan sesentuh depan membazirkan sebahagian cahaya matahari kerana garisan grid logam terletak betul-betul di bahagian yang cerah. Sel BC memindahkan setiap sesentuh elektrik ke belakang. Bahagian depan kekal bersih sepenuhnya. Ini bermakna arus litar pintas yang lebih tinggi, rupa yang lebih anggun, dan kecekapan modul yang kini bersaing secara langsung dengan arus perdana.

Inilah bahagian yang menjadikan BC menarik bagi sesiapa yang menjalankan barisan: untuk mendapatkan dari sel BC siap ke modul BC yang dipasang sepenuhnya bukanlah tugas yang sama yang telah dilakukan oleh industri selama beberapa dekad. Tiada basbar depan, tiada jari depan. Satu fakta itu mengubah cara sel disambung, cara rentetan dibina, cara reben direka, dan cara anda menetapkan resipi laminasi anda.

Blog ini membincangkan keseluruhan proses dari sel BC ke modul BC, langkah demi langkah, dengan peralatan yang terlibat dan perangkap proses yang perlu anda perhatikan.

1. Memahami Sel BC: Pengenalan Ringkas

1.1 Apakah Sel Back Contact?

Sel Back Contact (BC), kadangkala dipanggil Interdigitated Back Contact (IBC) atau hanya semua-sesentuh-belakang, meletakkan kedua-dua sesentuh pemancar dan tapak di bahagian belakang wafer dalam corak berselang-seli. Bahagian depan adalah silikon kosong, yang menghapuskan tiga perkara sekaligus:

• Kehilangan teduhan, biasanya 3-5% daripada luas sel pada sel konvensional

• Kehilangan rintangan yang berkaitan dengan pertukaran reka bentuk grid depan

• Garisan grid yang kelihatan, yang sangat penting untuk rupa

Varian BC terkemuka pada 2024-2025:

Arahnya jelas: BC beralih daripada produk premium khusus kepada pesaing arus perdana, didorong kuat oleh pengeluar China yang meningkatkan skala melalui 2024-2025.

1.2 Perbezaan Kritikal: Geometri Kenalan

Pada sel PERC atau TOPCon, basbar hadapan (9-16 pada sel moden) dan jari dikekalkan setipis mungkin sambil masih mengumpul arus. Anda pateri reben terus ke basbar tersebut. Mudah.

Pada sel BC, bahagian belakang membawa jalur berselang-seli bagi kenalan jenis-n dan jenis-p dalam corak selari dan saling bertaut. Lebar, jarak dan ruang jalur tersebut berbeza bagi setiap pengeluar, dan ia adalah proprietari. Mereka juga menentukan dengan tepat bagaimana sel boleh disambung dalam modul.

2. Proses Pembuatan Modul BC: Langkah demi Langkah

Barisan modul BC berkongsi banyak peralatan dengan barisan konvensional, seperti laminator, stringer dan stesen pembingkaian. Tetapi langkah penyambungan dan pembentukan rentetan adalah benar-benar berbeza. Berikut adalah aliran penuh:

Sekarang mari kita lihat setiap langkah secara bergilir.

Langkah 1: Pemeriksaan dan Pengasingan Sel Masuk

Sel BC tiba dari kilang sel sebagai kuadran, saiz penuh atau potong separuh, bergantung pada reka bentuk modul. Langkah pertama sepadan dengan mana-mana barisan modul:

• Pemeriksaan visual untuk retakan mikro, serpihan, pencemaran atau variasi warna

• Ujian I-V untuk Voc, Isc, Pmax dan faktor isian

• Pengimejan Elektroluminesen (EL) untuk mengesan retakan mikro, jari patah, pintasan atau kawasan mati

• Pengasingan dan pengelompokan sel mengikut kelas kuasa, biasanya 1-2.5W, dan untuk sel BC juga mengikut keseragaman warna, kerana bahagian hadapan kosong menjadikan sebarang hanyutan warna sangat ketara

Cabaran khusus BC: tanpa logam depan, konsistensi warna adalah segalanya, terutama untuk kediaman dan BIPV di mana penampilan mendorong jualan. Banyak pengeluar BC menggunakan tong warna yang lebih ketat, kadang-kadang diisih khas dengan pembaca warna yang membaca Lab* nilai, berbanding dengan modul konvensional.

Langkah 2: Penyambungan Sel / Interkoneksi - Jantung Pembuatan Modul BC

Di sinilah modul BC berbeza paling ketara daripada yang konvensional, dan di mana kebanyakan inovasi peralatan terkini berlaku.

2.1 Cabaran Interkoneksi

Pada sel biasa, anda memateri reben rata merentasi basbar hadapan dan melipatnya ke belakang sel seterusnya. Geometri yang mudah.

Pada sel BC, kedua-dua sentuhan positif dan negatif terletak di belakang dalam corak interdigitated. Jadi:

• Reben lipat depan-ke-belakang yang mudah tidak akan berfungsi

• Interkoneksi perlu merentasi jalur sentuhan belakang sel jiran

• Jarak jalur, lebar dan penjajaran adalah khusus pengeluar

• Salah jajaran semasa penyambungan menyebabkan kerugian rintangan siri atau litar pintas

Dua pendekatan interkoneksi mendominasi pengeluaran besar-besaran hari ini.

Pilihan A: Penyambungan Pelekat Konduktif (CA)

Disokong oleh pengeluar seperti Aiko Solar untuk modul ABC mereka, ini menggunakan pelekat konduktif elektrik (ECA), epoksi berisi perak, sebagai ganti pateri.

Proses:

1. Penyuntik ketepatan meletakkan jumlah pelekat konduktif yang terkawal ke atas jalur sentuhan belakang

2. Interkonektor, reben tembaga tin rata atau litar cetak fleksibel (FPC), diletakkan di atas pelekat

3. Pemasangan diawet dalam ketuhar suhu rendah, kira-kira 150-180C selama 1-3 minit, atau semasa laminasi

Kelebihan:

• Pemprosesan suhu rendah, jadi kurang tekanan terma pada sel, yang penting apabila wafer menuju ke 130 mikron dan ke bawah

• Tiada sentuhan besi pateri, jadi kurang retak mikro

• Keupayaan jarak halus hingga sub-milimeter, sepadan dengan corak interdigitated halus

• Pelekat yang diawet kekal sedikit fleksibel dan menyerap tekanan kitaran terma lebih baik daripada pateri tegar

Kelemahan:

• ECA berisi perak adalah mahal

• Pengawetan menambah masa kitaran, walaupun pengawetan dalam talian semasa laminasi membantu

• Kebolehpercayaan sambungan ECA jangka panjang masih dibuktikan pada skala besar, walaupun data ujian dipercepat awal kelihatan baik

Pilihan B: Teknologi Sifar-Busbar (0BB) Pematerian / Wayar Pintar

Laluan yang lebih konvensional, digunakan oleh pengeluar seperti LONGi untuk modul berasaskan HPBC, selalunya dengan pateri suhu rendah atau kaedah SmartWire.

Proses:

1. Wayar bulat ultra-nipis, kira-kira 0.2-0.35mm, atau wayar rata (SmartWire) dipasang terlebih dahulu dalam bingkai pembawa

2. Sel BC diletakkan menghadap ke atas, belakang terdedah, ke atas pemasangan wayar

3. Termod (bar panas) atau pemanasan inframerah secara ringkas mengalirkan semula pateri pada wayar untuk melekatkannya pada jalur belakang

4. Wayar disambungkan ke sel seterusnya

Idea utama adalah 0BB, sifar busbar. Daripada memateri reben tebal merentasi busbar diskret, berpuluh-puluh wayar ultra-nipis menyentuh jari sentuh belakang yang halus secara langsung, jadi tiada busbar tebal diperlukan.

Kelebihan:

• Menggunakan peralatan pematerian sedia ada, jadi perbelanjaan modal lebih rendah

• Sambungan pateri difahami dengan baik, jadi kebolehpercayaan adalah kukuh

• Wayar 0BB mematuhi corak interdigitated

Kelemahan:

• Memerlukan kawalan terma yang tepat, terlalu banyak haba merosakkan wafer nipis

• Penjajaran wayar-ke-sentuhan adalah ketat dan kritikal

• Rintangan siri sedikit lebih tinggi daripada CA dalam beberapa persediaan

Peralatan Stringing: Generasi Terkini

Setakat 2026-2027, pembekal utama untuk stringing BC termasuk:

Penyusunan sel BC berjalan kira-kira 10-15% lebih perlahan daripada sel konvensional kerana penjajaran yang lebih ketat, tetapi pembekal sedang menutup jurang itu dengan cepat.

Langkah 3: Susunan Rentetan dan Pembentukan Matriks

Setelah rentetan BC dibentuk, biasanya 2xN sel untuk susunan potong separuh, ia masuk ke dalam matriks modul:

• Kaca tunggal (kaca/lembaran belakang) atau kaca dwi (kaca/kaca), yang kedua semakin biasa untuk BC yang menyasarkan kebolehpercayaan tinggi dan BIPV

• Rentetan diletakkan pada enkapsulan belakang dalam orientasi siri yang betul

• Jarak rentetan mengikut saiz modul, cth. modul 72 sel berasaskan M10 sekitar 2278 x 1134 mm

Pertimbangan khusus BC: Sel BC menolak sedikit lebih arus, terima kasih kepada sifar teduhan depan, dan tidak menawarkan basbar depan sebagai isyarat visual. Jadi susunan biasanya menambah pemeriksaan optik untuk mengesahkan kekutuban sel sebelum laminasi. Sel BC terbalik lebih mudah terlepas daripada sel sentuhan depan dengan basbar yang jelas.

Langkah 4: Pematerian Bas dan Penyambung Silang

Selepas susunan, reben bas utama menyambung rentetan secara siri untuk membina voltan.

Untuk modul BC:

• Pemasangan reben bas mengikut prinsip yang sama seperti modul konvensional, reben dipateri pada pad basbar di tepi sel

• Sel BC sering membawa pad basbar buatan khas di tepi, lebih lebar daripada jari-jari interdigitated halus, jadi pematerian bas kekal terkawal dengan peralatan konvensional

• Sesetengah reka bentuk BC menggunakan penyambung rentetan bersepadu yang dipasang semasa penyusunan rentetan, yang boleh menghilangkan langkah bas yang berasingan

Keputusan terkini, hibrid shingled + BC: sesetengah pengeluar sedang menguji BC shingled, memotong sel BC menjadi jalur dan menindihnya, jadi tiada reben bas berasingan diperlukan. Pelekat konduktif pada setiap tindihan membuat sambungan siri. Masih khusus pada 2025, tetapi menjanjikan untuk susunan berketumpatan tinggi.

Langkah 5: Susunan (Enkapsulan + Kaca + Lembaran Belakang/Pemasangan Kaca)

Susunan kelihatan seperti modul konvensional.

Untuk modul BC kaca/lembaran belakang:

1. Lembaran enkapsulan belakang, EVA atau POE, 0.45-0.5mm, diletakkan di atas meja susunan

2. Rentetan/matriks BC diletakkan di atasnya

3. Lembaran enkapsulan depan diletakkan di atas sel

4. Kaca depan, tempered dan bersalut AR untuk penghantaran maksimum, diletakkan di atas

Untuk modul BC kaca/kaca, semakin popular:

1. Kaca depan, enkapsulan depan, matriks sel, enkapsulan belakang, kaca belakang (telus untuk keuntungan bifacial atau legap)

Nota enkapsulan khusus BC:

• POE (Polyolefin Elastomer) sangat diutamakan berbanding EVA untuk BC kerana penghantaran wap air yang lebih rendah, yang melindungi sesentuh belakang daripada kakisan lembapan; rintangan PID yang lebih baik, yang penting apabila keseluruhan seni bina elektrik terletak di belakang; dan lekatan yang lebih kuat pada permukaan logam licin di belakang

• Keseragaman ketebalan enkapsulan lebih penting di sini, kerana aliran tidak sekata menghasilkan perbezaan optik di hadapan, bahagian tayangan modul BC. Enkapsulan yang tidak konsisten boleh meninggalkan gelembung kelihatan atau kecacatan tanda air yang menonjol pada hadapan tanpa basbar

Langkah 6: Laminasi

Timbunan masuk ke dalam laminator, yang boleh dikatakan mesin paling kritikal pada mana-mana barisan modul.

Profil laminasi biasa untuk modul BC:

Jumlah masa kitaran: 25-40 minit bergantung pada enkapsulan dan laminator.

Cabaran laminasi khusus BC:

1. Perangkap udara di sesentuh belakang. Corak jari interdigitated mencipta mikro-topografi yang memerangkap udara semasa laminasi. Pengeluar terkemuka menggunakan filem enkapsulan bertekstur atau bersaluran mikro, kadang-kadang dipanggil enkapsulan pengudaraan, supaya udara lebih mudah keluar semasa fasa vakum.

2. Menyembuhkan pelekat konduktif. Jika stringing menggunakan CA, laminasi melakukan dua tugas, merangkum modul dan menyembuhkan pelekat pada masa yang sama. Profil mesti mencapai penyembuhan penuh pelekat, kira-kira 150C selama 10 minit atau lebih, tanpa memasak enkapsulan.

3. Pengurusan lenturan sel. Sel BC, terutamanya yang nipis pada 140 mikron atau kurang, boleh melentur sedikit akibat tekanan asimetri dari metalisasi belakang. Laminasi mesti menyerap lenturan itu tanpa mengubah jarak antara sel, jadi kelikatan enkapsulan semasa gelasi ditala dengan teliti.

Peralatan laminator untuk modul BC. Jenama utama yang sama melayani kedua-dua barisan konvensional dan BC, tetapi laminator yang ditala untuk BC membawa vakum yang dipertingkatkan (dua peringkat hingga <0.5 mbar), keseragaman suhu yang lebih ketat (kira-kira ±1.5C di seluruh meja), dan profil tekanan diafragma yang boleh diprogram, dari tekanan lembut hingga tekanan penuh.

Langkah 7: Pemotongan, Pembersihan Tepi, dan Pembingkaian

Selepas laminasi modul mendapat:

1. Pemotongan tepi, membuang enkapsulan yang mengalir melepasi tepi kaca

2. Pengisaran/penghalusan tepi untuk keselamatan dan mengurangkan titik tekanan

3. Pemasangan bingkai dengan pengedap silikon atau pengelim mekanikal

Pembingkaian khusus BC. Modul BC biasanya diletakkan sebagai produk premium untuk bumbung kediaman, BIPV dan komersial mewah, jadi penampilan bingkai lebih penting. Bingkai hitam, anodized atau dicat, adalah standard untuk mengekalkan rupa serba hitam. Sesetengah modul BC menggunakan tanpa bingkai dengan pengedap tepi sahaja, terutamanya untuk BIPV. Profil bingkai mungkin lebih nipis atau menggunakan sambungan sudut yang lebih bersih untuk dipadankan dengan penampilan sel yang anggun.

Langkah 8: Pemasangan Kotak Simpang

Kotak simpang dipasang di belakang dan disambungkan ke reben bas.

Untuk modul BC, kotak simpang profil kecil dan rendah lebih diutamakan, sekali lagi untuk penampilan dan kesesuaian BIPV. Sesetengah pengeluar menggunakan reka bentuk kotak simpang bersepadu dengan diod pintasan terbenam dalam modul dan bukannya dalam kotak luaran. Memateri atau mengelimkan hujung kotak simpang ke ekor reben bas adalah sama seperti modul konvensional, tetapi hujung harus diarahkan menjauhi permukaan belakang yang padat dengan sentuhan untuk mengelakkan litar pintas.

Langkah 9: Pengawetan dan Penyejukan

Selepas bingkai dan kotak simpang:

• Pengawetan silikon: 15-30 minit pada suhu bilik, atau lebih cepat dalam terowong udara panas pada 60-80C selama 5-10 minit

• Pengkondisian terma: sesetengah pengeluar menjalankan modul berbingkai melalui terowong penyejukan terkawal untuk menstabilkan enkapsulan dan melegakan tekanan baki sebelum ujian elektrik

Langkah 10: Ujian Denyar dan Pengimejan Elektroluminesen (EL)

Gerbang kualiti terakhir sebelum pembungkusan.

Ujian denyar (lengkung I-V). Simulator suria, biasanya kelas AAA+ mengikut IEC 60904-9, menembak denyut cahaya terkalisasi (AM1.5G, 1000 W/m2, 25C) dan membaca lengkung I-V penuh: Pmax, Voc, Isc, FF dan kecekapan luas modul.

Modul BC secara rutin mencapai:

• 22.5-24.0% kecekapan modul untuk format 182mm atau 210mm arus perdana

• 580-620W untuk modul potong separuh 72 sel standard menggunakan sel M10

Pengimejan Elektroluminesen (EL). Arus disuntik di bawah pincang hadapan dan kamera inframerah menangkap cahaya. Tompok gelap menandakan retakan mikro, jari atau jalur sesentuh patah, pintasan, atau sel mati.

Nota EL khusus BC. EL untuk modul BC diambil dari belakang, di mana sesentuh dan laluan arus berada. Imej berbeza daripada EL sel hadapan, corak jari berselang-seli kelihatan jelas dan kecacatan kelihatan berbeza. Pengendali dan sistem EL berasaskan AI memerlukan perpustakaan kecacatan khusus BC.

Langkah 11: Pemeriksaan Visual, Pelabelan, dan Pembungkusan

Langkah akhir:

• Pemeriksaan visual untuk kecacatan kosmetik, calar kaca depan, kecacatan bingkai, limpahan pengedap

• Label dengan data elektrik, pensijilan (IEC 61215, IEC 61730, MCS, UL dan sebagainya), nombor siri, tarikh binaan

• Pembungkusan, biasanya 30-36 modul setiap palet, dengan pelindung sudut, diikat dan dibalut

Oleh kerana modul BC berada di hujung premium, tahap kualiti sering dinaikkan: sesetengah pengeluar menjalankan pemeriksaan EL 100% dan bukannya pensampelan, piawaian kosmetik menjadi lebih ketat (tiada kecacatan kelihatan di dalam kawasan aktif), dan pembungkusan mungkin menambah bahan berjenama atau panduan pemasang untuk khalayak kediaman.

3. Pertimbangan Kualiti dan Kebolehpercayaan Utama untuk Modul BC

4. Keadaan Pembuatan Modul BC pada 2026-2027

Pasaran modul BC berkembang pesat:

• LONGi telah beralih sepenuhnya kepada BC (HPBC 2.0) sebagai teknologi arus perdana seterusnya, dengan sasaran kapasiti diumumkan melebihi 50 GW menjelang akhir 2025

• Aiko Solar telah meningkatkan ABC ke skala multi-GW, dengan kecekapan sel pengeluaran besar-besaran melebihi 25.5%

• Tongwei, JinkoSolar dan Risen Energy sedang membangunkan varian TBC (hibrid TOPCon-BC) atau BC tulen untuk pengeluaran 2025-2026

• Maxeon terus membuat modul IBC premium di kilang Malaysia dan Mexiconya

• Pembekal peralatan seperti Autowell, SC Solar dan Leadmicro telah melancarkan sistem penyusun dan peletakan khusus BC yang sedia

Kecekapan peringkat modul kini mencapai 23.0-24.0% untuk modul BC komersial (silikon simpang tunggal), dengan kelas kuasa 600W-plus dalam faktor bentuk standard.

Jurang kos antara modul BC dan TOPCon telah mengecil kepada kira-kira 0.05-0.10 yuan/Wp, di bawah kira-kira $0.02/Wp, dan ramai penganalisis menjangkakan BC mencapai pariti kos dengan TOPCon menjelang 2026-2027 apabila penggunaan peralatan meningkat dan perak per watt terus menurun.

5. Kesimpulan: Pembuatan Modul BC - Lebih Daripada Sekadar Perubahan Sel

Membina modul BC bukan sekadar meletakkan sel BC ke dalam barisan konvensional. Penyambungan, pilihan enkapsulan, resipi laminasi, protokol pemeriksaan dan piawaian kualiti semuanya memerlukan jawapan yang dibina khas yang menghormati geometri dan cadangan nilai sel belakang-sentuh.

Kelebihannya: peralatan, bahan dan pengetahuan proses semakin matang dengan cepat. Apa yang hanya melayani pasaran kediaman premium lima tahun lalu kini berada di ambang penggunaan arus perdana skala GW.

Bagi sesiapa yang menimbang laluan BC, nasihatnya mudah. Selesaikan langkah sambungan antara muka terlebih dahulu, di situlah kira-kira 80% kerja proses berada. Betulkan rentetan, pilih enkapsulan yang betul, dan selebihnya barisan lebih kepada evolusi daripada revolusi.

Era modul sesentuh belakang telah tiba.

Pandangan Ooitech

Kami selalu memberitahu pelanggan perkara yang sama apabila mereka bertanya tentang barisan BC: keseluruhan permainan terletak pada rentetan dan enkapsulan, bukan pada barisan yang lain. Pastikan pendispensan CA boleh diulang dan pilih POE yang baik, dan barisan modul yang dibina dengan baik akan mengendalikan geometri sesentuh belakang tanpa drama. Satu perkara yang perlu diberi perhatian, Ooitech hanya membekalkan barisan modul (pemasangan), bukan pengeluaran sel, jadi projek BC menggabungkan peralatan susun, laminasi dan ujian kami dengan apa jua sel BC yang anda perolehi. Jika anda ingin melihat aliran ini berjalan di kilang sebenar, saluran YouTube Ooitech di www.youtube.com/ooitech adalah tempat yang baik untuk menonton rakaman rentetan dan laminasi sebenar.