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LED引领太阳能行业发展
对于太阳能行业来说，2020年将是值得铭记的一年。在实现2019年的强劲扩张后，由于新冠疫情的持续蔓延，太阳能行业在2020年出现了一些不确定因素。 若干趋势会一直延续到2020年及2020年以后，其中之一便是业界对基于LED的模拟器能够满足其计量需求越来越有信心。LED闪光器在2019年轰动一时，许多公司都对这项技术充满信心，许多项目的生产线末端安装了基于LED的模拟器。WAVELABS是一家总部位于德国萨克森州的制造企业，主要生产Sinus-220 LED IV型电池测试器等产品。据该公司报告，与2018年相比，其销售额增长了7倍。 LED太阳光模拟器在近几年才被市场广泛接受。此前，自工业太阳能电池制造伊始，脉冲（AC）和连续（DC）氙灯便一直是效率测定的标准光源。由于固态照明技术的突破式发展，基于LED的光源已被证明是一种更好的测量方法。主要原因在于LED能够将各种颜色结合在一起，从而更加准确、可靠地匹配太阳光谱。本文旨在揭示氙灯模拟器和LED模拟器的优缺点，以及在选择模拟器光源时需要考虑的因素。另外，本文还将阐述一些表明基于LED的技术在太阳能计量领域具有强劲趋势的其他因素。 氙光的优缺点 氙灯最突出的缺点是其与标准光谱之间存在较大偏差（如图1所示），这主要是由波长大于750nm（纳米）的氙光波峰造成的。氙光谱的偏差远远超出A级设备的允许公差，从而导致了效率测定的不准确。
于瑞士深耕动力电子设备制造 30 余年
Studer 自创立之初便一直走在储能逆变器制造的最前沿。尽管在该行业不断演变的过程中，新的竞争对手层出不穷，但 Studer 始终保持着自身的领先地位。Studer 的所有制造活动均按照最高质量标准在瑞士进行。以下，Studer 销售主管 Serge Remy 带领 PES 回顾了 Studer 30 多年的历史，并向 PES 讲述了 Studer 的现状。 开创期 以下故事的主角是一家于瑞士萌芽并逐步发展壮大的公司。 1987 年，该公司创始人 Roland Studer 萌生出一个伟大的想法：将高价值能量调节设备推向一个崭新的市场，一个当时尚处在发展初期的市场，并将该等设备销往瑞士以外的其他国家。这个崭新的市场当然就是太阳能光伏市场。 首款具有模拟显示功能的 200Wp 太阳能充电控制器问世 仅一年之后，该首款设备便经过改进而达到了高达 300Wp 的峰值功率，并集成了数字显示功能。 发展壮大期 90 年代，Studer 销售额呈现出指数增长，并开发出其首款正弦波逆变器。 Studer 的创新成果之所以能脱颖而出，是因为他们并未单纯停留于发明本身，而是积极地将发明转化为新产品、解决方案和服务，从而使自身在市场上占有一席之地。 1998 年，Studer 发明了首款内置太阳能充电的逆变器。在接下来的十年里，其业务在全球范围内扩展至可再生能源领域的其他应用，如移动、备用和通讯系统。 2000 年前夕，地方性企业 Studer Innotec 完美转身，成为一家全球性企业。 潜心创新 Studer 自创立之初便一直以创新来定义自身。事实上，正是创新这一品质造就了 Studer。 在接下来的十年里，Studer推出业界最先进对的Xtender系列模块式逆变器，该系统开启了一系列旨在优化可用能源之利用的产品。这些产品既可用作离网逆变器、电池充电器、并网馈电设备，也可为输入电网提供能量协助。Xtender 既是一种高科技设备，又是能源系统管理的关键参与者。
于瑞士深耕动力电子设备制造 30 余年
Studer 自创立之初便一直走在储能逆变器制造的最前沿。尽管在该行业不断演变的过程中，新的竞争对手层出不穷，但 Studer 始终保持着自身的领先地位。Studer 的所有制造活动均按照最高质量标准在瑞士进行。以下，Studer 销售主管 Serge Remy 带领 PES 回顾了 Studer 30 多年的历史，并向 PES 讲述了 Studer 的现状。 开创期 以下故事的主角是一家于瑞士萌芽并逐步发展壮大的公司。 1987 年，该公司创始人 Roland Studer 萌生出一个伟大的想法：将高价值能量调节设备推向一个崭新的市场，一个当时尚处在发展初期的市场，并将该等设备销往瑞士以外的其他国家。这个崭新的市场当然就是太阳能光伏市场。 首款具有模拟显示功能的 200Wp 太阳能充电控制器问世 仅一年之后，该首款设备便经过改进而达到了高达 300Wp 的峰值功率，并集成了数字显示功能。 发展壮大期 90 年代，Studer 销售额呈现出指数增长，并开发出其首款正弦波逆变器。 Studer 的创新成果之所以能脱颖而出，是因为他们并未单纯停留于发明本身，而是积极地将发明转化为新产品、解决方案和服务，从而使自身在市场上占有一席之地。 1998 年，Studer 发明了首款内置太阳能充电的逆变器。在接下来的十年里，其业务在全球范围内扩展至可再生能源领域的其他应用，如移动、备用和通讯系统。 2000 年前夕，地方性企业 Studer Innotec 完美转身，成为一家全球性企业。 潜心创新 Studer 自创立之初便一直以创新来定义自身。事实上，正是创新这一品质造就了 Studer。 在接下来的十年里，Studer推出业界最先进对的Xtender系列模块式逆变器，该系统开启了一系列旨在优化可用能源之利用的产品。这些产品既可用作离网逆变器、电池充电器、并网馈电设备，也可为输入电网提供能量协助。Xtender 既是一种高科技设备，又是能源系统管理的关键参与者。
可靠的异质结太阳能电池生产设备
异质结技术（HJT）是目前太阳能行业中提升太阳能电池效率和太阳能电池组件输出功率的一种最佳选择。HJT结合了掺氮晶体硅片的高质量与非晶硅薄膜层的最佳钝化效果和电荷选择特性，以及高度透明的TCO接触层，用于生产一种高性能太阳能电池，其性能超过了具有扩散发射极的传统太阳能电池，例如PERC。异质结太阳能电池由硅晶片制成，两极均使用钝化接触。由于这些非常薄的非晶硅层堆的有益能量水平、电荷载体选择性和极好的钝化特性，可能实现特别高的效率。除此之外，HJT太阳能电池非常适合双面模块应用。 与PERC或TOPCON电池相比，HJT太阳能电池的生产工艺更为简单，所需的生产步骤明显更少。而且，其组件的功率年退化率为0.45%，与PERC组件0.7％的年退化率相比要好得多。由于较高的电池效率和较低的温度系数，与传统的硅太阳能电池相比，HJT模块可提供更高的平均能量生产性能。 2019年《光伏杂志》（PV Magazine）报道了全尺寸（244cm²）双面接触异质结太阳能电池的最高效率记录，达25.11％。背面接触异质结电池26.7%效率保持了单晶体硅太阳能电池的最高记录。如今额定容量400瓦的带HJT太阳能电池的太阳能组件已经面市。 预计未来异质结电池市场会有很高的增长率。2019年的《国际光伏技术路线图》报告预计，HJT电池将在2026年占到市场份额的12％，到2029年将占至15％——十年前，只有松下一家公司生产使用该技术的产品，这种增速十分稳定。 如今，全球许多地区都已经在生产HJT太阳能电池，比如日本、新加坡、台湾、中国大陆、美国和欧洲。 德国新格拉斯科技集团与异质结 过去，德国新格拉斯科技集团已向许多大型太阳能电池制造商供应生产设备。湿法处理设备以及真空薄膜沉积设备在世界各地的电池厂商中得到有效应用。2019年，集团为一家大型太阳能电池一级制造商安装了一台GENERIS PVD大型在线真空溅射设备，用于异质结太阳能电池生产，并发挥了出色的生产性能。 异质结溅射技术 将具有不同电子性质的薄膜沉积在掺氮晶体硅片上，以生产和供应电能。异质结和钝化结构由本征和掺杂非晶硅的双面薄层形成。在这些硅结构的顶部，通过溅射工艺涂上薄而透明的导电氧化物膜（TCO）作为接触层，将产生的电从电池中传导出去。 通过溅射沉积进行镀膜的其中一种最常用的办法就是使用磁控管源，在磁控管源中，等离子体受到磁场的限制和增强。正离子从等离子体中加速进入目标表面，释放目标材料并涂覆在基板上。常见的溅射方法包括用于导电靶的直流（DC）溅射和用于非导电靶的射频（RF）溅射。市场上的磁控溅射有各种模式，如直流、脉冲直流、双极和射频。由于其多功能性、方便的工艺控制以及低成本大规模应用的可能性，溅射沉积或溅射已广泛用于不同行业以及研发中。
可靠的异质结太阳能电池生产设备
异质结技术（HJT）是目前太阳能行业中提升太阳能电池效率和太阳能电池组件输出功率的一种最佳选择。HJT结合了掺氮晶体硅片的高质量与非晶硅薄膜层的最佳钝化效果和电荷选择特性，以及高度透明的TCO接触层，用于生产一种高性能太阳能电池，其性能超过了具有扩散发射极的传统太阳能电池，例如PERC。异质结太阳能电池由硅晶片制成，两极均使用钝化接触。由于这些非常薄的非晶硅层堆的有益能量水平、电荷载体选择性和极好的钝化特性，可能实现特别高的效率。除此之外，HJT太阳能电池非常适合双面模块应用。 与PERC或TOPCON电池相比，HJT太阳能电池的生产工艺更为简单，所需的生产步骤明显更少。而且，其组件的功率年退化率为0.45%，与PERC组件0.7％的年退化率相比要好得多。由于较高的电池效率和较低的温度系数，与传统的硅太阳能电池相比，HJT模块可提供更高的平均能量生产性能。 2019年《光伏杂志》（PV Magazine）报道了全尺寸（244cm²）双面接触异质结太阳能电池的最高效率记录，达25.11％。背面接触异质结电池26.7%效率保持了单晶体硅太阳能电池的最高记录。如今额定容量400瓦的带HJT太阳能电池的太阳能组件已经面市。 预计未来异质结电池市场会有很高的增长率。2019年的《国际光伏技术路线图》报告预计，HJT电池将在2026年占到市场份额的12％，到2029年将占至15％——十年前，只有松下一家公司生产使用该技术的产品，这种增速十分稳定。 如今，全球许多地区都已经在生产HJT太阳能电池，比如日本、新加坡、台湾、中国大陆、美国和欧洲。 德国新格拉斯科技集团与异质结 过去，德国新格拉斯科技集团已向许多大型太阳能电池制造商供应生产设备。湿法处理设备以及真空薄膜沉积设备在世界各地的电池厂商中得到有效应用。2019年，集团为一家大型太阳能电池一级制造商安装了一台GENERIS PVD大型在线真空溅射设备，用于异质结太阳能电池生产，并发挥了出色的生产性能。 异质结溅射技术 将具有不同电子性质的薄膜沉积在掺氮晶体硅片上，以生产和供应电能。异质结和钝化结构由本征和掺杂非晶硅的双面薄层形成。在这些硅结构的顶部，通过溅射工艺涂上薄而透明的导电氧化物膜（TCO）作为接触层，将产生的电从电池中传导出去。 通过溅射沉积进行镀膜的其中一种最常用的办法就是使用磁控管源，在磁控管源中，等离子体受到磁场的限制和增强。正离子从等离子体中加速进入目标表面，释放目标材料并涂覆在基板上。常见的溅射方法包括用于导电靶的直流（DC）溅射和用于非导电靶的射频（RF）溅射。市场上的磁控溅射有各种模式，如直流、脉冲直流、双极和射频。由于其多功能性、方便的工艺控制以及低成本大规模应用的可能性，溅射沉积或溅射已广泛用于不同行业以及研发中。
链式碱抛系统
链式碱抛系统，作为SCHMID集团的一个重要研发成果，通过利用碱溶液（KOH）替代较难处理的硝酸（HNO3）来进行刻蚀，获得优异的边缘隔离和抛光效果，是目前市场上唯一无需使用硝酸的链式刻蚀设备。 目前行业常用酸刻蚀工艺对硅片进行边缘隔离和抛光，根据不同工艺要求，利用氢氟酸和硝酸（HF/HNO3）混合药液对硅片进行腐蚀，腐蚀深度为2-7µm。在整个工艺过程中，硝酸将硅氧化成二氧化硅（SiO2），同时产生大量的氮氧化物气体（NOx）。根据相关的环境法规，这些废气必须经过净化处理。HF/HNO3酸刻蚀工艺不仅化学品成本更高，而且废液、废气处理成本也很大。因此，SCHMID研发并采用KOH溶液来进行刻蚀，大大降低了化学品耗量和成本以及相应的处理成本。同时，这也更加满足日益严格的环境要求。 基于40多年丰富的湿法工艺经验，链式碱抛系统结合了SCHMID量产多年的链式碱单晶制绒机台和其他久经验证的湿法设备的优点，将多个工艺步骤集成到一个模块化的设备中。一方面将扩散工序生成的背面发射极与前表面发射极隔离；另一方面去除硅片表面的磷硅玻璃（PSG)。
链式碱抛系统
链式碱抛系统，作为SCHMID集团的一个重要研发成果，通过利用碱溶液（KOH）替代较难处理的硝酸（HNO3）来进行刻蚀，获得优异的边缘隔离和抛光效果，是目前市场上唯一无需使用硝酸的链式刻蚀设备。 目前行业常用酸刻蚀工艺对硅片进行边缘隔离和抛光，根据不同工艺要求，利用氢氟酸和硝酸（HF/HNO3）混合药液对硅片进行腐蚀，腐蚀深度为2-7µm。在整个工艺过程中，硝酸将硅氧化成二氧化硅（SiO2），同时产生大量的氮氧化物气体（NOx）。根据相关的环境法规，这些废气必须经过净化处理。HF/HNO3酸刻蚀工艺不仅化学品成本更高，而且废液、废气处理成本也很大。因此，SCHMID研发并采用KOH溶液来进行刻蚀，大大降低了化学品耗量和成本以及相应的处理成本。同时，这也更加满足日益严格的环境要求。 基于40多年丰富的湿法工艺经验，链式碱抛系统结合了SCHMID量产多年的链式碱单晶制绒机台和其他久经验证的湿法设备的优点，将多个工艺步骤集成到一个模块化的设备中。一方面将扩散工序生成的背面发射极与前表面发射极隔离；另一方面去除硅片表面的磷硅玻璃（PSG)。
突破固定思维：比玻璃更好的聚合物背板!
每个行业都有自己的习惯。“相对热指数”，“湿热”，“2000小时”是光伏测试和改为：鉴定的基石。但是这些“短期压力测试”能够反映聚合物真实的现场失效并预测背板甚至光伏组件的耐用性吗？ 在造成数十亿损失的同时，完美的“ 固有思维”测试了Icosolar AAA背板，130°C的RTI令人印象深刻，为组件制造商带来了永恒的寿命。 在我们去年的PES出版物中，我们展示了Icosolar AAA的长期稳定性不是130°C，而是大约65°C，与今天众所周知的灾难表现一致。 如何得出这个“65°C ”值？ 我们要突破固有思维定式，必须开发可靠的新材料！ 在我们的文章中，我们将提供新的“ 突破固有思维定式”的测试结果，显示RefleXolar聚烯烃背板的设计有多强大，允许： – 降低水面光伏和沙漠应用等挑战性市场的风险。 – 增加组件发电输出。 为满足25年使用寿命（图1），我们在设计RefleXolar聚烯烃背板时考虑了以下聚合物失效机理： – 环境（湿度，过氧化物，交叉迁移）应力开裂，以层压件形式出现（“玻璃/ EVA /电池和焊带/ EVA /背板” ）。
突破固定思维：比玻璃更好的聚合物背板!
每个行业都有自己的习惯。“相对热指数”，“湿热”，“2000小时”是光伏测试和改为：鉴定的基石。但是这些“短期压力测试”能够反映聚合物真实的现场失效并预测背板甚至光伏组件的耐用性吗？ 在造成数十亿损失的同时，完美的“ 固有思维”测试了Icosolar AAA背板，130°C的RTI令人印象深刻，为组件制造商带来了永恒的寿命。 在我们去年的PES出版物中，我们展示了Icosolar AAA的长期稳定性不是130°C，而是大约65°C，与今天众所周知的灾难表现一致。 如何得出这个“65°C ”值？ 我们要突破固有思维定式，必须开发可靠的新材料！ 在我们的文章中，我们将提供新的“ 突破固有思维定式”的测试结果，显示RefleXolar聚烯烃背板的设计有多强大，允许： – 降低水面光伏和沙漠应用等挑战性市场的风险。 – 增加组件发电输出。 为满足25年使用寿命（图1），我们在设计RefleXolar聚烯烃背板时考虑了以下聚合物失效机理： – 环境（湿度，过氧化物，交叉迁移）应力开裂，以层压件形式出现（“玻璃/ EVA /电池和焊带/ EVA /背板” ）。
检查涂层系统密封性
新系统安装完毕或现有系统维护完毕后，常出现渗漏。造成该情况的原因通常是连接出错或误用了有缺陷的密封件。若想及时发现该渗漏情况并有效管控设备的密封性，正确操作氦气检漏仪至关重要。此外，对检漏背后的物理原理及检测过程中的优化可能性了解得越深入，在实际使用氦气检漏仪时就会越得心应手，测量结果也会随之变得更加可靠。 以下综述就如何正确操作氦气检漏仪以及如何在真空系统顺利实施检漏试验给出了一些实用信息。 将检漏仪连接至涂层系统时需考虑的因素 真空系统在调试或维护完毕后产生的渗漏量通常较大。而当渗漏达到某个程度后，市售的氦气检漏仪将无法再继续使用。市售氦气检漏仪的最大工作压力通常约在 6 到 25 mbar 之间。如果产生大量泄漏，该等压力条件可能无法通过抽空过程而达到。图 1 所示的是一个 Si3N4 （氮化硅）涂层系统。可看到，在某次维护后，通过抽空过程仅能将压力降至 80 mbar。有一种方法可降低所用检漏仪的入口压力，那便是使用针型计量阀。 但该方法不仅会导致响应时间延长，而且还必须使用辅助泵。与其对真空检漏仪实施节流调节，我们不妨使用普发真空 ASM 340 检漏仪。此款检漏仪能以定性方式创建一种大规模检漏模式，从而找到当前渗漏所处位置。 以流程泵支持检漏仪 理想情况下，检漏仪应按图 1 和图 2 所示方式连接至真空系统的前真空管线。不过，检漏仪本身适用于洁净环境，而抽空降压过程产生的压缩热会引起严重的热应力，因此，为保护检漏仪，使其免受该等热应力的影响，可能需另行连接一个流程泵。流程泵不仅对热应力不敏感，而且还可抽出所有气体、蒸汽和扬起的颗粒。 另行连接一个流程泵的做法既能提升检漏仪的可用性，还能显著延长检漏仪的维护周期，进而大大降低运营成本。 在抽空降压过程中，一旦压力达到相应的低水平，检漏仪便能一直保持真空。检漏仪中的前级泵功率越大，检漏仪可进一步抽出的气体就越多，真空容器的内表面也就会越大。
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