La tendance des cellules à demi-cellules par rapport aux cellules à cellules pleines est déjà évidente. L'explication la plus populaire est que le courant des cellules à demi-cellule n'est que la moitié de l'original, de sorte que la perte de puissance est plus faible.

Cependant, les avantages de la technologie demi-puce vont bien au-delà de la perte de puissance. Cet article utilisera l'explication la plus populaire pour vous dire pourquoi la technologie demi-cellule remplacera les batteries pleine cellule à l'avenir.

1. Introduction de la technologie demi-puce

Pour la technologie demi-puce, ils coupent littéralement une cellule solaire normale en deux. Au lieu d'avoir 60 ou 72 cellules comme un module PV commun, il devient 120 ou 144 demi-cellules, tout en conservant la même conception et la même taille que les modules conventionnels.

La technologie demi-cellule adopte généralement la méthode de découpe laser. Les cellules de taille standard sont découpées en deux demi-cellules identiques selon la direction perpendiculaire aux barres de batterie, puis soudées en série.

Le boîtier à demi-cellule est également encapsulé avec du verre trempé, de l'EVA et un fond de panier, comme les modules conventionnels. Un panneau solaire conventionnel contient généralement 60 cellules solaires de 0,5 à 0,6 V connectées en série. La tension est augmentée en série, de sorte qu'un module de 60 pièces fonctionne à 30-35V. Si les cellules à demi-cellule sont connectées ensemble comme dans un assemblage standard, elles produiront la moitié du courant et le double de la tension avec la même résistance.

Afin de garantir que la tension et le courant de sortie globaux des composants conventionnels sont cohérents, les composants de batterie à demi-cellule sont généralement conçus dans une structure série-parallèle dans la conception du panneau, ce qui équivaut à deux petits composants connectés en parallèle.

Comme le montre la figure ci-dessus, la tension en circuit ouvert d'une batterie à demi-cellule est la même que celle d'une batterie à pleine cellule, et le nombre de cellules à demi-cellule est doublé. Après avoir été divisé en deux parties, le nombre de cellules dans chaque partie est le même que celui d'un module à cellules complètes, et la tension après que les deux parties sont connectées en parallèle est la même que chaque partie individuellement, de sorte que la tension de sortie totale ne ne change pas par rapport à la cellule pleine.

La batterie à demi-cellule ne fait que la moitié de la taille de la batterie conventionnelle, de sorte que le courant de chaque batterie ne représente que la moitié de la batterie conventionnelle.

La résistance d'une cellule à demi-cellule n'est que la moitié de celle d'une cellule à cellule complète, de sorte que chaque partie connectée en parallèle a la moitié de la résistance d'un module à cellule complète. En connectant les deux parties avec seulement la moitié de la résistance en parallèle, la résistance totale de la boucle n'est que de 1/4 de la résistance totale de la puce.

Le changement de conception de la carte rend la conception de connexion de la boîte de jonction différente. Généralement, une boîte de jonction en trois parties est utilisée.


2. Avantages de la conception demi-puce

- Perte de paquet réduite

Comme mentionné ci-dessus, en raison de la réduction du courant interne et de la résistance de ligne, les pertes internes dissipées dans le circuit interne sont réduites, la perte de puissance est proportionnelle au courant, et la moitié du courant et un quart de la résistance permettent l'assemblage d'une demi-puce pour réduire la perte de puissance 4 fois, la puissance de sortie et la production d'énergie correspondantes augmenteront.

Dans le même temps, en raison de la réduction des pertes internes, la température de fonctionnement du module et de la boîte de jonction chute également. Lorsque le module fonctionne à l'extérieur, la température du module en demi-pièce est inférieure d'environ 1,6 °C à celle du module conventionnel en pièce entière, et la température plus basse permet au module d'avoir une photoélectricité plus élevée. efficacité de conversion.

Même si au lieu d'utiliser les deux moitiés en parallèle, toutes les demi-cellules étaient connectées pour fonctionner comme un panneau solaire standard, le courant serait la moitié du courant, mais la résistance serait la même et la consommation électrique serait de 1/ 4 la puissance.

- La tolérance à l'ombre réduit le risque de points chauds

Les panneaux demi-tôle résistent mieux aux effets d'ombre que les modules solaires standards.

Les modules demi-cellule n'ont pas 3 chaînes de panneaux comme les modules standard, mais 6 chaînes, ce qui en fait un panneau à 6 chaînes. Bien qu'une petite quantité d'ombrage sur un module (feuilles, déjections d'oiseaux, etc.) puisse désactiver toute la chaîne, l'effet d'ombrage est réduit en raison de la conception des diodes de dérivation (marquées en rouge dans l'image ci-dessous) que la chaîne n'affecte pas les autres chaînes.

6 chaînes indépendantes avec 3 diodes de dérivation offrent une meilleure tolérance à l'ombrage partiel. Même si la moitié du composant est masquée par des ombres, l'autre moitié fonctionnera toujours.

- Le faible courant réduit la température du point chaud

Les cellules à demi-cellule distribuent le courant interne dans le système et améliorent ses performances, sa longévité et sa tolérance à l'ombre.

Lorsqu'une cellule d'une chaîne de cellules dans un module est ombragée, cette cellule forme un point chaud dans la boucle et des températures élevées soutenues peuvent endommager le module. Puisqu'il y a deux fois plus de chaînes de modules à demi-cellule, ce qui signifie qu'il n'y a que la moitié de la chaleur au point chaud, et que la chaleur inférieure cause moins de dommages au module, cela peut améliorer la résistance aux dommages du point chaud et augmenter le utilisation de la durée de vie du module.

- La tolérance à l'ombre réduit la perte de puissance

Dans un réseau photovoltaïque, plusieurs modules sont généralement connectés en série, puis connectés en parallèle avec d'autres sous-séries. Le courant entre et sort tour à tour de chaque composant connecté en série dans la même sous-chaîne.

Pour la conception de panneaux de modules traditionnels, une fois qu'un certain module perd de l'alimentation en raison de diverses raisons d'ombrage, cela affectera tous les modules de la sous-chaîne. Alors que dans le module demi-puce illustré ci-dessus, la diode de dérivation limite la perte de puissance dans la partie ombragée plutôt que dans l'ensemble du module, elle crée un chemin alternatif pour que le courant circule dans la partie non ombragée et évite que le courant ne traverse la partie ombragée. partie, réduisant la partie ombrée. affecter et améliorer ses performances.


3. L'avenir de la technologie des demi-puces

L'utilisation de cellules à demi-cellule peut offrir de grands avantages et des performances améliorées dans des conditions ombragées, ce qui est d'une grande importance pour les bâtiments photovoltaïques qui sont facilement affectés par d'autres obstacles de construction.

Les cellules à demi-cellule peuvent augmenter la production d'énergie, mais la conception du système est similaire à celle des modules à cellule complète, ce qui n'augmente pas les coûts d'installation et garantit un LCOE inférieur. Les améliorations de la technologie de découpe au laser rendent les défauts de découpe des cellules à demi-cellule presque négligeables.

Avec la popularisation des gros composants et des grandes tranches de silicium, la tendance des demi-wafers voire des trois wafers devient de plus en plus évidente. Selon les institutions liées à l'industrie, la part de marché des modules à demi-cellule devrait dépasser 50 % au cours des trois prochaines années.