Vědci v Koreji zkoumali laserové procesy „scribe and break“ používané k řezání křemíkových buněk. Hledali optimalizace, které by snížily poškození způsobené na okrajích řezu. Zjistili také, že různá tloušťka zapouzdřovacího materiálu nebo dokonce přidání podpůrné lišty přes zadní stranu modulu může pomoci snížit ztrátu výkonu způsobenou poškozením při řezání buněk.
Rozřezané články
Prakticky všechny moduly, které jsou dnes na trhu, obsahují články rozřezané na dvě nebo více částí. Použití rozřezaných článků vede k nižšímu proudu, což snižuje ztráty výkonu na úrovni modulu. Moduly s polovičními články obvykle poskytují o 3-5 % vyšší výkon než jejich ekvivalenty s plnými články.
Samotný proces řezání však může vést ke ztrátě části tohoto výkonu – typicky když poškození na řezné hraně článku způsobí vznik a šíření trhlin, když je modul v terénu vystavený různým formám tlaku.
Vznikly laserové procesy řezání, které výrazně omezují poškození na okrajích buněk. Letos se na trh dostávají také další postupy, které opravují přerušení vrstev buněk způsobené řezáním. Mnoho výrobců se však nadále spoléhá na levnější procesy „scribe and break“, které obvykle zanechávají určité poškození na okraji buňky.
Skupina vědců pod vedením Korejské univerzity se zabývala způsoby, jak minimalizovat ztráty výkonu modulů pomocí laserového popisování a mechanického štěpení (LSMC) a rozřezávání buněk. V rámci studie se zkoumaly jak změny parametrů laserového procesu, tak doplňky v konstrukci modulu.
Ohýbací buňky a jejich pevnost
Skupina testovala pět různých sad parametrů laseru, přičemž se měnil výkon, frekvence a délka pulzu. Pevnost řezaných buněk se pak testovala pomocí čtyřbodového ohybu. Nejlepší výsledek přineslo nastavení laseru na nízký výkon (30 W), krátkou délku pulzu (10 nanosekund) a vysokou frekvenci (600 kilohertzů).
Buňky řezané podle různých parametrů se také pozorovaly pod mikroskopem, aby se zjistily vznikající trhliny, a zpracovaly se do modulů pro další testování. Po testování mechanického zatížení se ukázalo, že stejná sada laserových parametrů vytváří nejvýkonnější modul. Ten ztratil 5 % výkonu ve srovnání s 6,63 % u buněk řezaných za referenčních podmínek.
Další testování modulů také ukázalo, že práce se silnějším zapouzdřovacím materiálem nebo přidání podpůrné lišty na zadní stranu modulu by mohlo dále snížit šíření trhlin v článcích a související ztrátu výkonu. Studie se však nezabývala důsledky těchto opatření na náklady nebo jiné aspekty modulu.
Publikace experimentů
Experimenty jsou v plném rozsahu popsané v článku „Reliability study on the half-cutting PERC solar cell and module“ (Studie spolehlivosti solárního článku a modulu PERC s polovičním řezem). Článek se nedávno objevil v časopise Energy Reports.
„Tato studie může přispět ke zlepšení spolehlivosti, například energetického výtěžku u výrobků s destičkami velkých rozměrů, jako jsou M10 nebo M12, protože tyto destičky mají větší délku řezu než destičky velikosti M2 v této studii.“ Skupina uvádí, že nyní plánuje další studie na dnes používaných článcích většího formátu.
Zdroje: pv-magazine, Towpoint
