Font: fraunhofer
Juntament amb els seus socis de projecte, els científics del Centre d’avaluació de la tecnologia fotovoltaica PV-TEC de l’Institut Fraunhofer per a sistemes d’energia solar ISE de Freiburg han aconseguit millorar el procés tradicional de serigrafia per a la metalització fina de cèl·lules solars de silici. Mitjançant pantalles de línia fina especialment desenvolupades, l’equip del projecte va poder crear dits de contacte amb una amplada de només 19 µm i una alçada de 18 µm en un sol pas d’impressió. Això significa que es necessita fins a un 30 per cent menys de plata, cosa que comporta una reducció important dels costos de fabricació.
Les cèl·lules solars de silici es basen en elèctrodes metàl·lics en els seus costats frontals i posteriors per transportar l’energia elèctrica generada en el material de semiconductor per irradiació de la llum. Per a això, se sol utilitzar un procés d’impressió de pantalla plana per imprimir una graella de contacte fina a la part frontal de la cel·la. Aquesta quadrícula ha de bloquejar el mínim possible de la superfície de la cèl·lula activa de l’exposició a la llum i ha de ser prou conductora perquè la resistència en sèrie de les cèl·lules solars sigui baixa. El repte tecnològic del procés de serigrafia consisteix en crear els dits de contacte continu més estret possibles amb una alçada suficient per a una bona conductivitat lateral. Per imprimir dits de contacte extremadament fins es requereix l'ús de pantalles especialitzades i enganxades especialitzades, i a més del domini complet del procés de metalització de la serigrafia.
" Col·laborant amb els socis de la indústria en la metalització de serigrafia de línia fina, en particular amb els fabricants de pantalla Koenen GmbH i Murakami Co. Ltd., així com amb el proveïdor de productes químics per a pantalla Kissel + Wolf GmbH, hem aconseguit reduir l'amplada dels dits de contacte. de 20 micròmetres: una reducció del 30 al 40 per cent en comparació amb l'estàndard actual de la indústria ", explica Dr.-Ing. Andreas Lorenz, cap de projecte del grup Tecnologia d'impressió de l'IS Fraunhofer. Es van utilitzar innovadores pantalles de malla fina en la metal·lització de les cèl·lules solars d’emissor passivat i de contacte posterior (PERC) en dues sèries de proves independents. L'ús d'aquesta pantalla va permetre crear dits de contacte amb una amplada de només 19 micres i una alçada de 18 micres en un sol pas d'impressió. No només els dits de contacte són extremadament estrets, també destaquen les seves propietats elèctriques. Quan s’integren en mòduls, especialment amb tecnologies més noves com la interconnexió de diverses barres amb 8 a 15 barres de barres, permeten reduir notablement la pèrdua de potència dels dits de contacte. Aquests processos de serigrafia recentment desenvolupats requereixen fins a un 30 per cent menys de plata en comparació amb l'estàndard actual de la indústria amb una amplada del dit de contacte d'aproximadament 30 µm.
Com a part de l'experiment, les cèl·lules solars PERC es van metal·litzar mitjançant els paràmetres de pantalla òptims; es va seleccionar una amplada nominal de 24 micres degut a la limitació pel nombre de barres disponibles a la cèl·lula solar (en aquest cas 5). La millor cèl·lula solar PERC d'aquesta sèrie de proves va aconseguir una eficiència de h = 22,1%.
“ Utilitzant sistemes de pasta i pantalla altament dissenyats per a la metalització de línies fines, es podria començar a fabricar cèl·lules solars amb dits de contacte gairebé invisibles a escala industrial en un futur proper. Això suposaria un gran avantatge per a aplicacions en fotovoltaica integrada, on es requereixen superfícies de mòdul estètic i homogeni ”, afirma la doctora Florian Clement, cap del departament de Tecnologia de la Producció - Estructuració i Metallització de la Fraunhofer ISE.
Els resultats d'aquestes proves de proves es presentaran a dues pròximes conferències fotovoltaiques: la 36a PVSEC de la UE a Marsella, França i la 29a PVSEC a Xi'an, Xina.
El projecte col·laboratiu “FINALE”, que centra el desenvolupament de processos de serigrafia de línia fina i en què els investigadors van aconseguir parcialment aquests resultats, va ser finançat pel Ministeri Federal d’Afers Econòmics i Energia de BMWi i es va realitzar en col·laboració amb els socis de la indústria Koenen GmbH. , Kissel + Wolf GmbH i Wickon Hightech GmbH.
Es van obtenir altres resultats de serigrafia fina que es presenten aquí en una col·laboració entre Murakami Co. Ltd. i Fraunhofer ISE.
