Източник: fraunhofer
Заедно със своите партньори по проекта, учени от Центъра за оценка на фотоволтаичните технологии PV-TEC към Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE във Фрайбург успяха да подобрят традиционния процес на ситопечат за фината метализация на силициевите слънчеви клетки. Използвайки специално разработени екрани с фина линия, екипът на проекта успя да създаде контактни пръсти с широчина от 19 µm и височина от 18 µm в една стъпка за печат. Това означава, че е необходимо до 30 процента по-малко сребро, което от своя страна води до значително намаляване на производствените разходи.
Силиконовите слънчеви клетки разчитат на метални електроди от предната и задната им страна, за да пренасят електрическата енергия, генерирана в полупроводниковия материал от светлинно облъчване. За тази цел обикновено се използва процес на печат на плосък екран за отпечатване на фина контактна решетка върху предната страна на клетката. Тази мрежа трябва да блокира възможно най-малко на повърхността на активната клетка от излагане на светлина и трябва да бъде достатъчно проводима, за да поддържа ниско съпротивлението на слънчевите клетки. Технологичното предизвикателство в процеса на ситопечат се крие в създаването на възможно най-тесните пръсти за непрекъснат контакт с достатъчна височина за добра странична проводимост. Отпечатването на изключително фини контактни пръсти изисква използването на високотехнологични специализирани екрани и пасти за метализация в допълнение към пълно овладяване на процеса на метализация на ситопечат.
„ Работейки заедно с партньорите в бранша за метализация на ситопечат, по-специално с производителите на екрани Koenen GmbH и Murakami Co. Ltd., както и с доставчика на сито химикали Kissel + Wolf GmbH, успяхме да намалим ширината на контактните пръсти на по-малко повече от 20 микрометра - намаление от 30 до 40 процента в сравнение с действащия стандарт за индустрията “, обяснява д-р инж. Андреас Лоренц, ръководител на проекта в групата за печатни технологии в Fraunhofer ISE. Иновативните екрани с фини мрежи бяха използвани при метализацията на пасивирани емитерни и задни контактни (PERC) слънчеви клетки в две независими тестови серии. Използването на такъв екран направи възможно създаването на контактни пръсти с ширина от само 19 µm и височина от 18 µm в една стъпка за печат. Не само контактните пръсти са изключително тесни, но и техните електрически свойства са изключителни. Когато са интегрирани в модули - особено с по-нови технологии като мулти-шинна връзка с 8 до 15 шини - те дават значително намаляване на загубата на мощност в контактните пръсти. Тези новоразработени процеси за ситопечат изискват до 30 процента по-малко сребро в сравнение с настоящия индустриален стандарт с ширина на контактния пръст приблизително 30 µm.
Като част от експеримента, PERC слънчевите клетки бяха метализирани, като се използват оптималните параметри на екрана; беше избрана номинална ширина на пръста 24 µm поради ограничението по отношение на наличния брой шини на слънчевата клетка (в случая 5). Най-добрата PERC слънчева клетка от тази тестова серия постигна ефективност от h = 22,1%.
„ Използвайки високоинженерни системи за екрани и паста за финална метализация, би могло да се започне производство на слънчеви клетки с почти невидими контактни пръсти в индустриален мащаб в близко бъдеще. Това би представлявало голямо предимство за приложения в интегрирана фотоволтаика, където се изискват естетични, хомогенни модулни повърхности ”, казва д-р Флориан Клемент, ръководител на отдел„ Технология на производство - конструкция и метализация ”в Fraunhofer ISE.
Резултатите от тези тестови серии ще бъдат представени на две предстоящи PV конференции - на 36-тата PVSEC на ЕС в Марсилия, Франция и на 29-ата PVSEC в Сиан, Китай.
Проектът за сътрудничество „FINALE“, който фокусира развитието на процесите на тънкото ситопечат и при който изследователите отчасти постигнаха тези резултати, беше финансиран от германското Федерално министерство на икономическите въпроси и енергетиката BMWi и се проведе в сътрудничество с индустриалните партньори Koenen GmbH , Kissel + Wolf GmbH и Wickon Hightech GmbH.
По-нататъшните резултати от финия ситопечат, представени тук, бяха реализирани в рамките на сътрудничество между Murakami Co. Ltd. и Fraunhofer ISE.
