Half-cell (half-cut, ogniwa cięte na pół) to budowa modułu, w której każde ogniwo przecina się laserem na dwie połówki. Połówka daje to samo napięcie co całe ogniwo, ale połowę prądu, a straty mocy w taśmach i drutach rosną z kwadratem prądu (P = I² × R), więc spadają do jednej czwartej. W bazie PV Index układy z półogniwami wyraźnie dominują, co widać na wykresie niżej.
Jak to jest połączone
Gdyby wszystkie połówki połączyć w jeden łańcuch, napięcie modułu by się podwoiło. Producenci dzielą więc moduł na górną i dolną połowę i łączą je równolegle. Kurs PV-Manufacturing.org (UNSW) ujmuje to tak, że gotowy moduł wygląda jak dwa mniejsze moduły połączone równolegle. Dlatego moduł opisany jako 120-ogniwowy jest elektrycznie odpowiednikiem dawnego modułu 60-ogniwowego, a 108 i 144 półogniwa odpowiadają 54 i 72 pełnym ogniwom. Typowe liczby w bazie pokazuje wykres.
Liczby z wykresu
| Liczba ogniw (półogniw) w module | Liczba modeli |
|---|---|
| 100 do 106 | 16 |
| 106 do 112 | 3177 |
| 112 do 118 | 3 |
| 118 do 124 | 1894 |
| 124 do 130 | 2 |
| 130 do 136 | 2771 |
| 136 do 142 | 1 |
| 142 do 148 | 3119 |
| 148 do 154 | 36 |
| 154 do 160 | 603 |
Trzy diody bocznikujące zostają, ale każda obsługuje teraz parę sekcji: jedną w górnej i jedną w dolnej połowie. Dlatego moduły half-cell mają zwykle puszkę przyłączeniową podzieloną na trzy części i umieszczoną na środku modułu, tam gdzie stykają się obie połowy.
Co to daje
- Więcej mocy z tej samej powierzchni. Modelowanie Fraunhofer ISE (Mittag i in., 2019) wskazuje, że stosunek mocy modułu do mocy ogniw rośnie o 2-4%, głównie dzięki mniejszym stratom rezystancyjnym i światłu odbitemu z przerw między ogniwami.
- Łagodniejsze skutki cienia z dołu. Dokumentacja PVsyst opisuje moduł half-cut jako dwa półmoduły jeden nad drugim: gdy cień zasłoni dolną połowę, górna pracuje dalej z połową prądu modułu. Działa to przy montażu pionowym (portrait). W poziomym (landscape) cień przy dolnej krawędzi pada na obie połowy i moduł zachowuje się jak klasyczny.
- Chłodniejsze ogniwa w hot-spocie. Mniejszy prąd przez zacienioną połówkę to mniej ciepła w miejscu hot-spotu.
Na co uważać
Cięcie ma swoje koszty. Ten sam zespół z Fraunhofer ISE zauważa, że przecięte ogniwo może dać mniej niż połowę mocy całego, bo świeża krawędź jest miejscem strat, więc liczy się jakość cięcia. Raport IEA PVPS z 2025 roku zwraca uwagę na inny słaby punkt: w modułach half-cell końcówki połączeń dochodzą do małych puszek w środku modułu i są lutowane, a zimne luty w puszce potrafią po roku lub dwóch odciąć diodę i grozić pożarem. To argument za sprawdzonym producentem i za kontrolą termowizyjną po uruchomieniu.
Jak liczba i rozmiar ogniw przekładają się na napięcie i prąd modułu, opisuje artykuł 108, 120 czy 144 ogniwa.
Źródła
- PV-Manufacturing.org (UNSW), Half-cells PV modules (straty mniejsze o 75%, dwie połówki równolegle)
- Mittag i in., Techno-economic analysis of half cell modules, Fraunhofer ISE, 36. EU PVSEC 2019
- PVsyst, Twin half-cut cells and shadings
- IEA PVPS Task 13, Degradation and Failure Modes in New Photovoltaic Cell and Module Technologies, raport T13-30:2025 (rozdz. 2.4.2, połączenia w puszce modułów half-cell)
