太陽電池バスバー、フィンガー、タブワイヤおよびバスワイヤ

- Oct 15, 2019-

ソース:powerfromsunlight

太陽電池バスバー

シリコン太陽電池は、太陽電池の前面と背面に薄い長方形のストリップが印刷されて金属化されています。

これらの金属接点はバスバーと呼ばれ、重要な目的があります:太陽電池によって生成された直流電流を伝導します。

多くの場合、太陽電池のバスバーは銀でコーティングされた銅で構成されています。 銀コーティングは、電流伝導率を高めるため(前面)と酸化を抑えるため(裏面)に必要です。

太陽電池フィンガ

バスバーに垂直なのは、金属製の細いグリッドフィンガーであり、太陽電池フィンガーとも呼ばれ、生成された電流を収集してバスバーに供給します。 これらの接点(バスバーと指)は、スクリーン印刷と呼ばれる技術によって太陽電池の表面に印刷されます。

(出典:http://www.pveducation.org)

タブワイヤー

太陽電池は、適切な電圧を得るために、列を形成する直列に接続する必要があります。

タブワイヤは、手動または自動で太陽電池バスバーにろう付けされ、個々のセルを低直列抵抗で直列に接続します。

また、タブワイヤは、丸い銅線から圧延プロセスによって作成され、はんだ付けを容易にするためにはんだの層でコーティングされています。

バス線

タブ配線されたセル文字列のクラスタは、バスワイヤによって並列に接続され、すべてのセルからPVジャンクションボックスに累積電流を供給します。

バスワイヤはタブワイヤよりも多くの電流を流す必要があるため、単位長さあたりの抵抗を小さくするには、太さと幅も大きくする必要があります。

バスワイヤもタブワイヤと同じ材料でできています。

(出典:http://www.the-diy-life.com)

コンタクトデザイン開発

上部接点の設計における重要なトレードオフは、間隔の広いグリッドに関連する抵抗損失の増加と、上面の金属被覆率が高いために生じる反射の増加との最適なバランスをとることです。

これに関して、必要なパラメータは、バスバーの高さと幅、指の幅、指とバスバー間の距離、および金属の種類と品質です。

業界で増加している方法は、特にバスバーの製造に使用される銀ペーストに関して、効率と信頼性をさらに向上させ、材料コストを大幅に削減するセルの設計と製造を再考することです。

マルチバスバー太陽電池

3BBバスバー太陽電池

最も一般的な太陽電池の設計には、3つのバスバー(3BB)がセルに印刷されています。

5BBバスバー太陽電池

現在、5つのバスバー(5BB)セルは、太陽電池およびモジュール設計の主要なトレンドの1つです。

Trina Solar、SolarWorld、CSUNなどのかなりの規模のソーラーパネルメーカーは、5BBバスバーを備えたPERCソーラーセルを使用したPVソーラーパネルの製造に重点を置いています。

バスバーのこの数が多いほど、バスバー間の距離が短くなり、内部抵抗損失が減少します。

より多くのバスバーが太陽電池のシェーディングを増加させたとしても、マルチバスバーセルの全体的な性能は、従来の2BBまたは3BBセルの性能よりもはるかに優れたままです。

バスバーの数が増えると、バスバー間の有効な指の長さが短くなり、指の抵抗損失とマイクロクラックの影響が減少します。

太陽電池は、通常約0.20 mmの厚さの非常に薄いウェーハでできています。 それらにはある程度の柔軟性がありますが、圧力で誘発される亀裂に悩まされる可能性があり、亀裂は目で見ることができません。 これらはマイクロクラックと呼ばれます。

(出典:http://solaris18.blogspot.de)

LGのCELLOワイヤー技術

より薄いバスバーを備えたマルチバスバー設計は、高価な銀ペーストのコスト削減も可能にします。

この例としては、LGのCELLOワイヤーテクノロジーがあります。 CELLOという用語は、「電気的に低損失、低ストレス、および光吸収の向上を伴うセル接続」を表しています。

LG Electronicsは、3つの標準バスバーを、太陽電池の表面全体を覆う12本の細い円形のワイヤに置き換えました。

LGの主要なCELLOテクノロジー製品は、NeON 2 PVモジュールです。

(出典:http://www.lg-solar.com)

バスバーレス太陽電池

マルチバスバーのコンセプトとは反対に、ソラリアなどの他のメーカーは、バスバーのない方法を採用しています。 同社は、互いに直接電気的に接続された重複する太陽電池セグメントを使用しています。

バスバーレスセルの利点は明らかです。

  • 太陽電池間の非アクティブなスペースを減らします。

  • より柔軟なモジュールサイズ設計–標準モジュール設計は、セルサイズと間隔要件によって制限されます

  • シェーディングによる電力損失の大幅な削減

  • 多くの場合、セルはんだ付けによるマイクロクラックの減少

  • バスバーの材料費の節約


バスバーの材料費の削減

マルチバスバーおよびバスバーなしの設計はパフォーマンスと信頼性の向上に焦点を当てていますが、他のアプローチは材料費の削減に焦点を当てています。

これは、バスバーの銀メタライゼーションを最小限に抑えるか(破線のバスバー設計など)、または太陽電池メタライゼーションの銀をスズやニッケルなどの代替材料で完全に置き換えることによって行われます。

破線パターンのバスバー

近年、業界では、標準のフルラインバスバーに代わる、よりコスト効率の高い代替品、つまり、破線パターンのバスバーが登場し、高価な銀ペーストの使用が削減されています。

3ダッシュ、5ダッシュ、6ダッシュ、さらには8ダッシュバスバーなど、さまざまなタイプのダッシュバスバーがあります。

ダッシュパターンのバスバーは潜在的なクラックや電力劣化に敏感であることが研究により示されています-ダッシュラインの数とともに増加する問題、太陽電池のバスバーの角で熱応力が蓄積してクラックが発生し、ダッシュの数が増加する。

タブワイヤの最適化:丸線

タブワイヤは、太陽電池の性能を最適化することもできます。 これは、丸いタブワイヤを使用することで可能になります。これにより、長方形のワイヤと比較して、スペースが削減され、シェーディングが少なくなります。