Der Trend von Halbzellzellen gegenüber Vollzellzellen ist bereits offensichtlich. Die beliebteste Erklärung ist, dass der Strom von Halbzellenzellen nur halb so groß ist wie der ursprüngliche, die Verlustleistung also geringer ist.

Die Vorteile der Half-Chip-Technologie gehen jedoch weit über die Verlustleistung hinaus. Dieser Artikel verwendet die beliebteste Erklärung, um Ihnen zu erklären, warum die Halbzellentechnologie in Zukunft Vollzellenbatterien ersetzen wird.

1. Einführung der Half-Chip-Technologie

Bei der Half-Chip-Technologie wird eine normale Solarzelle buchstäblich in zwei Hälften geschnitten. Anstelle von 60 oder 72 Zellen wie ein herkömmliches PV-Modul werden es 120 oder 144 Halbzellenzellen, wobei es das gleiche Design und die gleiche Größe wie herkömmliche Module beibehält.

Die Halbzellentechnologie verwendet im Allgemeinen das Laserschneidverfahren. Die Zellen in Standardgröße werden in zwei identische Halbzellen entlang der Richtung senkrecht zu den Batteriesammelschienen geschnitten und dann in Reihe geschweißt.

Das Halbzellengehäuse ist ebenfalls mit gehärtetem Glas, EVA und einer Backplane verkapselt, genau wie bei herkömmlichen Modulen. Ein herkömmliches Solarmodul enthält typischerweise 60 in Reihe geschaltete 0,5-0,6-V-Solarzellen. Die Spannung wird in Reihe erhöht, sodass ein 60-teiliges Modul mit 30-35 V arbeitet. Wenn Halbzellenzellen wie in einer Standardanordnung zusammengeschaltet werden, liefern sie bei gleichem Widerstand den halben Strom und die doppelte Spannung.

Um sicherzustellen, dass die Gesamtausgangsspannung und der Gesamtstrom herkömmlicher Komponenten konsistent sind, werden Halbzellen-Batteriekomponenten im Allgemeinen in einer Reihen-Parallel-Struktur im Panel-Design entworfen, was zwei parallel geschalteten kleinen Komponenten entspricht.

Wie in der obigen Abbildung gezeigt, ist die Leerlaufspannung einer Halbzellenbatterie die gleiche wie die einer Vollzellenbatterie, und die Anzahl der Halbzellenzellen ist verdoppelt. Nach der Teilung in zwei Teile ist die Anzahl der Zellen in jedem Teil die gleiche wie die eines Vollzellenmoduls, und die Spannung, nachdem die beiden Teile parallel geschaltet wurden, ist die gleiche wie bei jedem Teil einzeln, also die Gesamtausgangsspannung nicht in Bezug auf die volle Zelle ändern.

Die Halbzellenbatterie ist nur halb so groß wie die herkömmliche Batterie, sodass der Strom jeder Batterie nur halb so groß ist wie bei einer herkömmlichen Batterie.

Der Widerstand einer Halbzellenzelle ist nur halb so hoch wie der einer Vollzellenzelle, sodass jeder parallel geschaltete Teil den halben Widerstand eines Vollzellenmoduls hat. Durch Parallelschalten der beiden Teile mit nur halbem Widerstand beträgt der Gesamtschleifenwiderstand nur 1/4 des vollen Chipwiderstands.

Die Änderung des Platinendesigns macht das Verbindungsdesign der Anschlussdose anders. Im Allgemeinen wird eine dreiteilige Anschlussdose verwendet.


2. Vorteile des Half-Chip-Designs

– Geringerer Gehäuseverlust

Wie oben erwähnt, werden aufgrund der Verringerung des internen Stroms und des Leitungswiderstands die in der internen Schaltung abgeführten internen Verluste verringert, der Leistungsverlust ist proportional zum Strom, und die Hälfte des Stroms und ein Viertel des Widerstands ermöglichen die Halb-Chip-Montage Um den Leistungsverlust 4-mal zu reduzieren, wird die entsprechende Ausgangsleistung und Stromerzeugung zunehmen.

Gleichzeitig sinkt durch die Reduzierung der Eigenverluste auch die Betriebstemperatur des Moduls und der Anschlussdose. Wenn das Modul im Freien arbeitet, ist die Temperatur des halbteiligen Moduls etwa 1,6°C niedriger als die des herkömmlichen ganzteiligen Moduls, und die niedrigere Temperatur ermöglicht dem Modul eine höhere Fotoelektrizität. Umwandlungseffizienz.

Selbst wenn anstelle der parallelen Verwendung der beiden Hälften alle Halbzellen so angeschlossen würden, dass sie wie ein Standard-Solarpanel funktionieren, wäre der Strom halb so hoch, aber der Widerstand wäre gleich und der Stromverbrauch wäre 1/ 4 die Kraft.

- Schattentoleranz reduziert Hot-Spot

-Risiko Halbblechmodule widerstehen Schatteneinflüssen besser als Standard-Solarmodule.

Halbzellenmodule haben nicht wie Standardmodule 3 Panelstränge, sondern 6 Strings und sind somit ein 6-String-Panel. Obwohl eine geringe Verschattung auf einem Modul (Blätter, Vogelkot usw.) den gesamten String deaktivieren kann, wird der Effekt der Verschattung aufgrund des Designs der Bypass-Dioden (im Bild unten rot markiert) des Strings reduziert wirkt sich nicht auf andere Saiten aus.

6 unabhängige Strings mit 3 Bypass-Dioden sorgen für eine bessere Teilverschattungstoleranz. Selbst wenn die Hälfte der Komponente von Schatten verdeckt wird, funktioniert die andere Hälfte noch.

- Geringer Strom reduziert die Hotspot-Temperatur

. Halbzellenzellen verteilen den internen Strom im System und verbessern seine Leistung, Langlebigkeit und Schattentoleranz.

Wenn eine Zelle einer Zellkette in einem Modul verschattet wird, bildet diese Zelle einen Hotspot in der Schleife, und anhaltend hohe Temperaturen können das Modul beschädigen. Da es doppelt so viele Stränge von Halbzellenmodulen gibt, was bedeutet, dass am Hotspot nur die Hälfte der Hitze vorhanden ist und die geringere Hitze weniger Schäden am Modul verursacht, kann dies die Widerstandsfähigkeit gegen Hotspot-Schäden verbessern und erhöhen Nutzung der Modullebensdauer.

- Schattentoleranz reduziert den Leistungsverlust

In einer Photovoltaikanlage werden im Allgemeinen mehrere Module in Reihe geschaltet und dann mit anderen Unterreihen parallel geschaltet. Strom fließt in und aus jeder in Reihe geschalteten Komponente der Reihe nach in demselben Teilstrang.

Beim traditionellen Modulpanel-Design wirkt sich ein Leistungsverlust eines bestimmten Moduls aufgrund verschiedener Abschattungsgründe auf alle Module im Teilstring aus. Während in dem oben abgebildeten Halbchipmodul die Bypass-Diode den Leistungsverlust im schattierten Teil und nicht im gesamten Modul begrenzt, schafft sie einen alternativen Strompfad für den Stromfluss im nicht schattierten Teil und verhindert, dass der Strom durch den schattierten Teil fließt Teil, wodurch der schattierte Teil reduziert wird. seine Leistung beeinflussen und verbessern.


3. Die Zukunft der Half-Chip-Technologie

Die Verwendung von Halbzellenzellen kann große Vorteile und eine verbesserte Leistung unter schattigen Bedingungen bieten, was von großer Bedeutung für die Gebäudephotovoltaik ist, die leicht durch andere Gebäudehindernisse beeinträchtigt wird.

Halbzellenzellen können die Stromerzeugung erhöhen, aber das Systemdesign ähnelt Vollzellenmodulen, was die Installationskosten nicht erhöht und niedrigere LCOE gewährleistet. Verbesserungen in der Laserschneidtechnologie machen die Schnittfehler von Halbzellenzellen fast vernachlässigbar.

Mit der Popularisierung großer Bauteile und großer Siliziumwafer wird der Trend zu halben Wafern oder sogar drei Wafern immer deutlicher. Laut branchennahen Institutionen soll der Marktanteil von Halbzellenmodulen in den nächsten drei Jahren 50 % übersteigen.