pv_4_2020
16
magazyn fotowoltaika 4/2020
technologie
Grubość płytek podłożowych Si do produkcji
ogniw
Koszt podłoża krzemowego stanowi istotną część (nawet ok.
30–40%) całych kosztów wytworzenia ogniwa, tak więc jego gru-
bość ma istotne znaczenie. Przy dzisiejszych możliwościach tech-
nologicznych grubość płytek może być realnie zmniejszona z obec-
nych 160–170 μm do około 100 μm, a nawet do 40 μm. Pożądane
mogłoby być dojście do grubości nawet rzędu 15 μm, ale potrzebna
byłaby do tego zaawansowana technologia (źródło: A. Bhambhani,
Thinner Wafers May Reduce Solar Panel Cost, TayangNews, 29 Jan.
2020). Na rys. 11 zobrazowana została obecna i przewidywana wiel-
kość zużycia polikrzemu potrzebnego do wyprodukowania jednej
płytki krzemowej o wymiarze M6. Na zużycie mają wpływ zarówno
grubość samej płytki, jak i grubość drutu diamentowego użytego
do cięcia, a także sama jakość procesu. Dwa ostatnie czynniki mają
wpływ na tzw. odpady z cięcia (ang. kerf losses), czyli masę odpado-
wego pyłu krzemowego.
Nie bez znaczenie jest również to, że w zasadzie dla sprawno-
ści ogniwa krzemowego – niezależnie od technologii – korzystne
jest zmniejszanie jego grubości, co efektywnie skraca nośnikom
mniejszościowym prądu, generowanym w wyniku absorbcji świa-
tła, drogę potrzebną do przebycia w kierunku złącza p-n, na którym
następuje ich separacja.
Moduły
W technologii krzemowych modułów PV można zauważyć
kilka wyraźnych trendów:
––
wzrost mocy wyjściowej, ale także rozmiarów i wagi, co wiąże
się ze stosowaniem większej liczby ogniw o wyższej sprawno-
ści i o większych rozmiarach (moduły 500 Wp+ i 600 Wp+),
––
coraz powszechniejsze zastosowanie ogniw połówkowych
(lub 1/3 dla podłoży M12), tzw. konfiguracja half-cut,
Tabela III. Typowe gabaryty modułów w zależności od rozmiarów ogniw; w przypadku rozmiaru M12 stosuje się mniejszą liczbę ogniw
Symbol
podłoża
Rozmiar
[mm]
Przekątna
płytki Si [mm]
Powierzchnia [cm2]
Stosunek
powierzchni MX/M0
Powierzchnia modułu
[m2]
(72 ogniwa)
Wymiary [mm]
Wys.
Szer.
M0
156,00
241
1,00
1,94
1956
992
M1
156,75
205
244
1,01
2,00
2004
996
M2
156,75
210
244
1,01
M3
158,75
250
1,04
2,05
2031
1008
G1
158,75
252
1,05
M4
161,70
211
258
1,07
2,11
2064
1024
M5
165,00
267
1,11
M6
166,00
223
274
1,14
2,24
2131
1052
M8
185,00
342
1,42
M9
192,00
369
1,53
M10
182,00
331
2,56
2256
1133
M12
210,00
295
441
1,83
2,41 / 50 ogn.
2,89 / 60 ogn.
2180
2180
1110
1322
Rys. 8. Obecny i przewidywany udział domieszkowania galem zamiast borem podłoży krzemowych typu p
dla przemysłu PV
Rys. 9. Przewidywany trend wzrostu rozmiaru podłoży krzemowych do produkcji ogniw PV
Rys. 11. Przeciętne zużycie polikrzemu na wyprodukowanie jednej krzemowej płytki podłożowej (M6). Ten-
dencja malejąca wynika zarówno ze stosowania coraz cieńszych podłoży jak i stosowania coraz cieńszych
drutów diamentowych do cięcia
Rys. 10. Stan aktualny i prognozowane na lata 2021–2023 zapotrzebowanie rynku PV na różne formaty
podłoży krzemowych
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56