So sánh công nghệ Half-cell & Full-cell trong pin năng lượng

Công nghệ Half-cell đang trở thành kỹ thuật lõi trong ngành điện mặt trời nhờ khả năng nâng cao hiệu suất, tối ưu quản lý nhiệt và duy trì sản lượng ổn định trong nhiều điều kiện vận hành. Khi nhu cầu tối ưu chi phí – tăng hiệu quả đầu tư – đảm bảo độ bền hệ thống ngày càng quan trọng, Half-cell nhanh chóng vượt lên như lựa chọn ưu tiên trên tấm pin PV hiện đại. Bài viết sau, DAT Group sẽ mở ra góc nhìn sâu rộng, trung lập và dựa vào các nghiên cứu uy tín trên thế giới, giúp bạn đánh giá chính xác sự khác biệt giữa Half-cell và Full-cell truyền thống.

1. Công nghệ Half-Cells là gì ?

Để hiểu cách Half-cell đang định hình thế hệ tấm pin PV mới, trước hết cần nắm bản chất công nghệ. Half-cell (hay half-cut cell) là kỹ thuật sử dụng laser để chia đôi mỗi cell quang điện, tạo ra hai cell có kích thước bằng một nửa nhưng vẫn giữ nguyên tính chất bán dẫn. Việc chia nhỏ giúp giảm dòng điện chạy qua mỗi cell, từ đó giảm điện trở, hạn chế tỏa nhiệt và tăng hiệu suất tổng thể.

Các báo cáo từ NREL (National Renewable Energy Laboratory) chỉ ra rằng việc giảm dòng điện xuống 50% trong cell giúp giảm tổn thất điện trở theo định luật Joule, tạo ra mức tăng công suất từ 2–3% trong điều kiện vận hành tiêu chuẩn.

Điều này khiến Half-cell trở thành cấu trúc cell được ứng dụng rộng rãi trong các module PV hiện nay, đặc biệt trong những hệ thống đòi hỏi ổn định dài hạn.

2. Đặc điểm kỹ thuật của công nghệ Half-cell

Phần này giúp kết nối khái niệm với kỹ thuật cốt lõi phía sau Half-cell. Việc chia cell bằng laser không đơn thuần là thao tác vật lý, mà là sự kết hợp giữa thiết kế mạch, tối ưu dòng điện và công nghệ liên kết cell hiện đại.

Một số đặc điểm kỹ thuật đáng chú ý gồm:

• Cell được chia đôi bằng laser, giảm dòng điện còn ½ so với cell nguyên bản.
• Điện trở nội (series resistance) giảm thì tổn thất điện thấp hơn.
• Cell Half-cut kết hợp hiệu quả với multi-busbar và ribbon dạng tròn, giúp tối ưu đường dẫn electron.
• Module được chia thành hai mạch độc lập (trên – dưới), cải thiện khả năng vận hành khi có bóng che cục bộ.
• Giảm khả năng kích hoạt hotspot – nhược điểm phổ biến của module truyền thống.

Theo báo cáo của Fraunhofer ISE, việc tách mạch theo cấu trúc Half-cell giúp cải thiện dòng điện tổng thể khi có che bóng nhẹ, tối ưu đáng kể hiệu suất PV trong thực tế.

3. Ưu điểm nổi bật của công nghệ Half-cell

Công nghệ Half-cell được đánh giá không chỉ ở lý thuyết, mà qua hàng loạt nghiên cứu thực nghiệm uy tín. Từng ưu điểm dưới đây dựa trên phân tích từ NREL, IEA PVPS, Fraunhofer ISE và các tài liệu kỹ thuật độc lập.

3.1. Tăng hiệu suất tấm pin

Mỗi cell Half-cut chỉ chịu một nửa dòng điện so với cell nguyên vẹn, giúp giảm tổn thất điện trở theo công thức I²R. Tổn thất điện trở giảm → hiệu suất tăng.

Các nghiên cứu của IEA PVPS cho thấy module Half-cell có thể đạt mức tăng công suất từ 5–7W so với module Full-cell cùng loại và cùng diện tích.

Điều này giúp Half-cell trở thành cấu trúc cell được ưu tiên trong các hệ thống yêu cầu sản lượng cao và ổn định dài hạn.

3.2. Giảm tổn thất điện năng busbar

Busbar đóng vai trò như “đường cao tốc” dẫn điện trong cell. Khi chia nhỏ cell, chiều dài dòng điện phải di chuyển ngắn hơn, kết hợp với nhiều busbar nhỏ, giúp:

• Giảm điện trở,
• Hạn chế tổn thất tại điểm tiếp xúc,
• Tăng độ đồng nhất phân bố dòng điện.

PV Magazine Research ghi nhận việc kết hợp Half-cell và multi-busbar có thể giảm tổn thất điện trở tổng thể module từ 8–10% so với Full-cell truyền thống.

3.3. Giảm ảnh hưởng bóng che

Một trong những yếu tố gây sai lệch sản lượng lớn nhất trên tấm pin PV là bóng che cục bộ.

Trong module Full-cell, chỉ cần một phần nhỏ bị che, toàn bộ chuỗi cell bị suy giảm theo.

Half-cell khắc phục bằng cách:

• Chia module thành hai mạch độc lập,
• Khi phần dưới bị che, phần trên vẫn hoạt động gần mức tối đa.

Theo nghiên cứu của NREL, Half-cell có thể giảm đến 50% mức tổn thất do bóng che so với Full-cell.

3.4. Tăng độ bền và tuổi thọ

Khi dòng điện giảm, áp lực cơ – nhiệt lên cell cũng giảm. Điều này giúp hạn chế:

• Micro crack
• Hotspot
• Biến dạng nhiệt
• Suy giảm hiệu suất theo thời gian

Báo cáo từ Fraunhofer ISE cho thấy module Half-cell có mức suy hao công suất (degradation rate) thấp hơn 0.1–0.3%/năm so với module Full-cell.

Half-cell vì vậy phù hợp với hệ thống vận hành dài hạn như các dự án mà DAT Group triển khai – với tuổi thọ hệ thống 25–30 năm.

3.5. Giảm tỏa nhiệt, quản lý nhiệt

Nhiệt độ cao gây giảm hiệu suất tấm pin PV theo hệ số nhiệt độ Pmax (%/°C). Dòng điện thấp hơn giúp Half-cell vận hành mát hơn, giảm mức suy giảm công suất khi trời nóng.

Theo dữ liệu DOE (U.S. Department of Energy), việc giảm 3–5°C nhiệt độ bề mặt module có thể giúp tăng 1–1.5% sản lượng so với cell truyền thống.

4. Bảng so sánh công nghệ Half-cell và Full-cell truyền thống

Bảng dưới đây tổng hợp ưu – nhược điểm dựa trên các nghiên cứu độc lập, giúp bạn có cái nhìn rõ ràng nhất.

Sự cải tiến của Half-cells so với Full-cell

Half-cell không phải chỉ là phiên bản “cắt nhỏ” của cell truyền thống. Đây là một cải tiến kỹ thuật mang tính toàn diện, từ cách giảm dòng điện, tối ưu đường dẫn electron đến nâng cao khả năng chống bóng che.

Trong các hệ thống được DAT Group triển khai từ năm 2006, việc sử dụng tấm pin PV Half-cell giúp:

• Tiết kiệm điện năng 30–70%,
• Hoàn vốn 3–5 năm,
• Tiếp tục mang lại lợi ích trong 25–27 năm tiếp theo.

Đặc biệt, trong bối cảnh hiện nay chưa có cơ chế bán điện dư chính thức cho EVN, việc tối ưu hiệu suất tự tiêu thụ bằng tấm pin PV Half-cell càng trở nên quan trọng và kinh tế hơn.

Công nghệ Half-cell đem đến bước tiến quan trọng trong ngành điện mặt trời nhờ hiệu suất cao, quản lý nhiệt tốt, giảm tổn thất điện năng và tăng độ bền tổng thể của tấm pin PV. Khi các tiêu chuẩn vận hành ngày càng cao và yêu cầu tối ưu chi phí dài hạn trở nên rõ ràng, Half-cell trở thành lựa chọn ưu tiên cho hộ gia đình và doanh nghiệp muốn đạt hiệu quả đầu tư vượt trội.

Nếu bạn cần tư vấn sâu hơn về hiệu suất, giải pháp kỹ thuật hoặc phương án triển khai phù hợp, đội ngũ chuyên môn của DAT Group luôn sẵn sàng đồng hành từ tư vấn – thiết kế – đến lắp đặt và bàn giao hệ thống. Truy cập ngay: https://datsolar.com/

Nguồn tham khảo

1. NREL – National Renewable Energy Laboratory
2. IEA PVPS – International Energy Agency
3. Fraunhofer ISE – Germany
4. DOE – U.S. Department of Energy
5. PV Magazine Research – Technology Insights