Trong những năm gần đây, sản lượng pin màng mỏng của Trung Quốc đã tăng lên, nhưng do chi phí, hiệu suất chuyển đổi quang điện cỡ lớn và sự phổ biến của công nghệ cũng như những hạn chế khác nên tổng sản lượng mô-đun quang điện chiếm tỷ lệ tương đối thấp. Trong bối cảnh chính sách “carbon kép” và “kiểm soát kép mức tiêu thụ năng lượng” ngày nay, BIPV (tích hợp tòa nhà quang điện) là một cách hiệu quả để triển khai các công trình xanh.
Hiện tại, mặc dù hiệu suất chuyển đổi của pin màng mỏng không tốt bằng pin silicon tinh thể, nhưng cấu trúc đơn giản, độ truyền ánh sáng có thể điều chỉnh, ánh sáng yếu, hệ số nhiệt độ nhỏ và các đặc tính khác, khiến pin màng mỏng trong BIPV hơn silicon tinh thể Pin có nhiều ưu điểm hơn, pin màng mỏng có thể kết hợp tốt hơn với vật liệu xây dựng, dự kiến sẽ chiếm một vị trí trên thị trường. Đặc biệt trong hai năm qua, sự phát triển của pin quặng titan canxi được thị trường chú ý, đã dần dần mở ra quá trình sản xuất hàng loạt.
Tế bào quang điện Chalcogenide, việc sử dụng các hợp chất loại chalcogenide làm vật liệu hấp thụ ánh sáng, so với silicon tinh thể và các loại pin màng mỏng khác, tế bào quang điện chalcogenide có những ưu điểm sau:
Chalcogenide là vật liệu tổng hợp và khoảng cách vùng cấm có thể được điều chỉnh tùy theo công thức;
Ưu điểm về hiệu suất chuyển đổi và phát điện cao, tạo ra nhiều tiềm năng phát triển hiệu quả hơn;
Quy trình chuẩn bị đơn giản, quy trình ngắn, hiệu quả sản xuất cao, chi phí nguyên liệu thấp, không sản xuất ở nhiệt độ cao, tiết kiệm năng lượng;
Khả năng truyền ánh sáng và ánh sáng yếu tốt, hình dáng và hình thái có thể được điều chỉnh trong phạm vi rộng, các tính năng nhẹ và linh hoạt giúp ứng dụng pin canxit trong nhiều tình huống hơn.
Ứng dụng laser trong sản xuất chalcogenide
Trong quy trình chuẩn bị pin chalcogenide một điểm nối, có bốn quy trình laser, cần được thực hiện ba lần laser khắc laser song song để tạo ra sự bay hơi vật liệu và hình thành các đường rãnh, toàn bộ lớp màng được chia thành một loạt mỗi các ô phụ khác có chiều rộng khoảng 4-12mm, do đó hình thành nên khối dẫn dòng điện của các mô-đun riêng lẻ, nhằm đạt được hiệu quả tăng điện áp và dãy pin. Công đoạn cuối cùng là loại bỏ lớp màng có chiều rộng khoảng 10mm áp vào mép kính để tạo thành vùng cách nhiệt cho vùng bao bọc phía sau.
- Khắc laser lớp màng TCO dưới cùng để tạo thành lớp nền TCO riêng biệt;
- Khắc laser các lớp màng khác phía trên TCO để cung cấp các điện cực dương và âm của hai ô phụ lân cận nhằm cung cấp các kênh truyền;
- Sau khi đặt điện cực phía sau, việc khắc laser lên các lớp màng khác phía trên TCO sẽ tách các tế bào phụ ra khỏi nhau;
- Loại bỏ lớp màng lắng đọng ở mép tế bào để tránh rò rỉ và đảm bảo độ tin cậy của gói pin.
Mỗi ô con chứa hai vùng: vùng chết và vùng hoạt động. Vùng ngoài cùng của 3 quá trình đầu tiên không thể tạo ra điện, thường được gọi là vùng chết. Chiều rộng của vùng chết càng lớn thì tỷ lệ phát điện không hiệu quả trong pin càng lớn, hiệu suất của tế bào phụ càng thấp, do đó, quá trình ghi chép bằng laser của tế bào quang điện titan dioxide, một trong những chỉ số kỹ thuật cốt lõi là để giảm thiểu vùng chết. Ngoài ra, chiều rộng đường thiết kế riêng của sản phẩm có ảnh hưởng đến chiều rộng vùng chết, khoảng cách giữa các dòng và dòng phải càng nhỏ càng tốt, phần giữa không thể giao nhau hoặc các đường song song, do đó khoảng cách càng nhỏ thì khả năng kiểm soát càng cao. độ chính xác của các yêu cầu hệ thống xử lý thiết bị.
Ngoài việc kiểm soát vùng chết, hiệu ứng xử lý laser cũng ảnh hưởng lớn đến hiệu suất quang điện của pin, yêu cầu độ sâu khắc laser rất nghiêm ngặt, cần kiểm soát năng lượng và tần số laser, mục tiêu là loại bỏ lớp màng trên cơ sở sạch sẽ để đạt được không có miệng núi lửa và hiệu ứng nhiệt, tính đồng nhất của dòng. Ngoài ra, làm thế nào để xử lý bụi do khắc laser tạo ra để tránh làm nhiễm bẩn lớp màng cũng là một điểm mấu chốt.
Áp dụng cho nghiên cứu trong phòng thí nghiệm / phát triển sản phẩm pin màng mỏng cấp độ R & D trong giai đoạn đầu xác nhận sản phẩm pin màng mỏng khổ nhỏ, mức độ cm2 của phòng thí nghiệm mở rộng tế bào vi mô thành mô-đun màng mỏng nhỏ với các ô phụ trong cấu trúc nối tiếp (300mm × 300mm), thông qua thiết bị ghi chép có thể được xác minh để chuẩn bị công nghệ mô-đun màng mỏng được cấy ghép vào tính khả thi của dây chuyền sản xuất hàng loạt quy mô lớn. Thiết bị này tương thích với bề mặt màng và bề mặt kính từ quá trình khắc laser và làm sạch cạnh, có thể được tùy chỉnh theo kích thước sản phẩm thực tế của khách hàng trên các nền tảng xử lý khác nhau; việc sử dụng cấu trúc đá cẩm thạch cấp nghiên cứu khoa học, nền tảng chuyển động động cơ tuyến tính tốc độ cao, để đảm bảo sự ổn định của hệ thống, độ chính xác và hiệu quả xử lý; theo đặc tính hấp thụ quang phổ của khách hàng của vật liệu lớp màng để chọn các bước sóng khác nhau của nguồn sáng laser, dành riêng cho miệng núi lửa thấp, không có tác động nhiệt và các kết quả xử lý chất lượng cao khác! Đây là sự lựa chọn đầu tiên của thiết bị laser cho dây chuyền thử nghiệm và thí điểm nhỏ trong ngành công nghiệp chalcogenide.
Áp dụng cho giai đoạn giữa của quá trình phát triển sản phẩm canxit, dây chuyền thí điểm trước khi sản xuất hàng loạt quy mô lớn; Chuẩn bị trên diện rộng là điều kiện tiên quyết để thương mại hóa, trong khi diện tích mở rộng sẽ làm tăng đáng kể khó khăn trong việc chuẩn bị phim, ghi chép đồng nhất và đảm bảo độ chính xác, đồng thời rất dễ xảy ra tình trạng chuẩn bị không đồng đều, mất ổn định và các vấn đề khác, làm giảm hiệu quả chuyển đổi. Việc khắc có độ chính xác cao của các lớp màng khác nhau trên đế có diện tích lớn để tạo ra các thành phần pin hiệu suất cao là một thách thức khó vượt qua.
Ưu điểm cốt lõi của thiết bị
Kết cấu:
- Bộ đệm đặc biệt để thực hiện hoạt động tốc độ cao. Toàn bộ máy được thiết kế chống rung, thiết kế độ cứng mô-đun, cam kết cách ly rung quang học, ổn định hệ thống;
- Sản phẩm quá trình xử lý laser đường quang bay tĩnh;
- Mỗi tiêu điểm đường quang, điều chỉnh cao độ tự động, độ chính xác ± 1μm.
Quang học:
- Việc sử dụng phương pháp tách chùm tia cơ học để đạt được 8-12-phân tách chùm tia, xử lý song song nhằm nâng cao hiệu quả xử lý;
- Cấu trúc thiết kế gọn nhẹ có thể đáp ứng tốc độ tải GW trên 2,5m/s, tốc độ xử lý 3g;
- Công suất của đường dẫn quang được điều chỉnh độc lập và thiết kế đường dẫn quang mô-đun thực hiện việc xử lý bề mặt phim hoặc bề mặt kính;
- Quang phổ cơ học của thiết kế quang học có độ nhất quán công suất đường quang nhỏ hơn 3 phần trăm, để xử lý bề mặt màng, độ nhất quán công suất đường quang cao, ở mức độ lớn hơn để cải thiện cửa sổ xử lý vật liệu bề mặt màng nhỏ, tính nhất quán công suất yêu cầu cao về hiệu quả xử lý.
Phần mềm:
- Phần mềm tự phát triển, giao diện đơn giản, rõ ràng, chức năng đầy đủ, dễ vận hành;
- Với tính năng theo dõi độ cao, theo dõi quỹ đạo, phát hiện nguồn điện, giám sát vùng chết và các chức năng khác.
