Avots: fraunhofer
Kopā ar saviem projekta partneriem Fotoelektrisko tehnoloģiju novērtēšanas centra PV-TEC zinātniekiem Fraunhofera saules enerģijas sistēmu institūtā ISE Freiburgā ir izdevies uzlabot tradicionālo sietspiedes procesu silīcija saules elementu smalkās līnijas metalizācijai. Izmantojot speciāli izstrādātus smalkās līnijas ekrānus, projekta komanda vienā drukāšanas solī spēja izveidot kontaktu pirkstus, kuru platums bija tikai 19 µm un augstums 18 µm. Tas nozīmē, ka ir nepieciešams līdz pat 30 procentiem mazāk sudraba, kas, savukārt, ievērojami samazina ražošanas izmaksas.
Silīcija saules baterijas paļaujas uz metāla elektrodiem priekšpusē un aizmugurē, lai pārvadātu elektrisko enerģiju, kas pusvadītāju materiālā rodas gaismas apstarošanas rezultātā. Šajā nolūkā plakanā ekrāna drukāšanas procesu parasti izmanto, lai drukātu smalku kontakta režģi šūnas priekšpusē. Šim režģim pēc iespējas mazāk jābloķē aktīvās šūnas virsma no gaismas iedarbības, un tam jābūt pietiekami vadošam, lai saglabātu zemu saules bateriju virknes pretestību. Sietspiedes procesa tehnoloģiskais izaicinājums ir iespējami šauru iespējamo nepārtraukto kontaktu pirkstu izveidošana ar pietiekamu augstumu labai sānu vadītspējai. Lai drukātu ļoti smalkus kontaktpirkstus, papildus pilnīgai sietspiedes metalizācijas procesa apguvei ir jāizmanto īpaši izstrādāti specializēti ekrāni un metalizācijas pastas.
“ Sadarbojoties ar nozares partneriem smalkās līnijas sietspiedes metalizācijā, it īpaši ar ekrānu ražotājiem Koenen GmbH un Murakami Co. Ltd., kā arī ekrānu ķīmisko vielu piegādātāju Kissel + Wolf GmbH, mums ir izdevies samazināt kontaktu pirkstu platumu līdz mazākam. nekā 20 mikrometri - samazinājums par 30 līdz 40 procentiem, salīdzinot ar pašreizējo nozares standartu, ”skaidro Dr.-Ing. Andreas Lorencs, Fraunhofer ISE drukas tehnoloģiju grupas projekta vadītājs. Novatoriski smalka acu ekrāni tika izmantoti pasivēto emitētāju un aizmugures kontaktu (PERC) saules bateriju metalizācijā divās neatkarīgās testa sērijās. Izmantojot šādu ekrānu, vienā drukāšanas posmā bija iespējams izveidot kontakta pirkstus, kuru platums bija tikai 19 µm un augstums 18 µm. Kontaktu pirksti ir ne tikai ārkārtīgi šauri, bet arī to elektriskās īpašības. Integrēti moduļos - īpaši ar jaunākām tehnoloģijām, piemēram, vairāku kopņu savienojumu ar 8 līdz 15 kopnēm -, tie ļauj ievērojami samazināt enerģijas zudumus kontaktu pirkstos. Šiem jaunattīstības sietspiedes procesiem ir nepieciešams līdz pat 30 procentiem mazāk sudraba, salīdzinot ar pašreizējo nozares standartu, ar kontakta pirksta platumu aptuveni 30 µm.
Eksperimenta ietvaros PERC saules baterijas tika metalizētas, izmantojot optimālos ekrāna parametrus; tika izvēlēts nominālais pirksta platums 24 µm, ņemot vērā ierobežojumu attiecībā uz pieejamo kopņu skaitu uz saules bateriju (šajā gadījumā 5). Labākais PERC saules elements šajā testu sērijā sasniedza h = 22,1% efektivitāti.
“ Izmantojot smalku līniju metalizāciju ar ļoti konstruētām ekrāna un pastas sistēmām, tuvākajā nākotnē varētu būt iespējams sākt ražot saules baterijas ar gandrīz neredzamiem kontaktpirkstiem rūpnieciskā mērogā. Tas būtu liels ieguvums integrētās fotoelektriskās enerģijas lietojumos, kur ir pieprasītas estētiskas, viendabīgas moduļu virsmas, ”saka Dr. Florians Klements, Fraunhofer ISE Ražošanas tehnoloģijas - strukturēšanas un metalizācijas nodaļas vadītājs.
Šo testa sēriju rezultāti tiks prezentēti divās gaidāmajās PV konferencēs - 36. ES PVSEC Marseļā, Francijā un 29. PVSEC Xi'an, Ķīnā.
Sadarbības projektu “FINALE”, kas koncentrējas uz smalko līniju sietspiedes procesu attīstību un kurā pētnieki daļēji panāca šos rezultātus, finansēja Vācijas Federālā ekonomikas un enerģētikas ministrija BMWi un īstenoja sadarbībā ar nozares partneriem Koenen GmbH , Kissel + Wolf GmbH un Wickon Hightech GmbH.
Turpmākie smalkās līnijas sietspiedes rezultāti, kas šeit parādīti, tika realizēti, sadarbojoties Murakami Co. Ltd. un Fraunhofer ISE.