Fraunhofer ISE desenvolve tecnologia de metalização direta para células solares de heterojunção

A Fraunhofer ISE na Alemanha está aplicando sua tecnologia de impressão FlexTrail à metalização direta de células solares de heterojunção de silício.Ele afirma que a tecnologia reduz o uso de prata, mantendo um alto nível de eficiência.
Pesquisadores do Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar (ISE) na Alemanha desenvolveram uma técnica chamada FlexTrail Printing, um método para imprimir células solares de nanopartículas de prata de heterojunção de silício (SHJ) sem um barramento.Método de revestimento de eletrodo frontal.
“No momento, estamos desenvolvendo uma cabeça de impressão paralela FlexTrail que pode processar células solares de alta eficiência com rapidez, confiabilidade e precisão”, disse o pesquisador Jörg Schube ao pv.“Como o consumo de fluidos é muito baixo, esperamos que a solução fotovoltaica tenha um impacto positivo no custo e no impacto ambiental.”
A impressão FlexTrail permite a aplicação precisa de materiais de viscosidades variadas com larguras mínimas de estrutura extremamente precisas.
“Foi demonstrado que fornece utilização eficiente de prata, uniformidade de contato e baixo consumo de prata”, disseram os cientistas.“Também tem o potencial de reduzir o tempo de ciclo por célula devido à sua simplicidade e estabilidade do processo e, portanto, destina-se a futuras transferências dos laboratórios para a fábrica.
Este método envolve o uso de um capilar de vidro flexível muito fino cheio de líquido à pressão atmosférica de até 11 bar.Durante o processo de impressão, o capilar está em contato com o substrato e se move continuamente ao longo dele.
“A flexibilidade e flexibilidade dos capilares de vidro permitem um processamento não destrutivo”, disseram os cientistas, observando que esse método também permite a impressão de estruturas curvas.“Além disso, equilibra a possível ondulação da base.”
A equipe de pesquisa fabricou módulos de bateria de célula única usando SmartWire Connection Technology (SWCT), uma tecnologia de interconexão multifio baseada em fios de cobre revestidos por solda de baixa temperatura.
“Normalmente, os fios são integrados na folha de polímero e conectados às células solares usando trefilação automática.As juntas de solda são formadas em um processo de laminação subsequente em temperaturas de processo compatíveis com heterojunções de silício”, dizem os pesquisadores.
Usando um único capilar, eles imprimiram continuamente seus dedos, resultando em linhas funcionais à base de prata com um tamanho de recurso de 9 µm.Eles então construíram células solares SHJ com uma eficiência de 22,8% em wafers M2 e usaram essas células para fazer módulos de célula única de 200 mm x 200 mm.
O painel alcançou uma eficiência de conversão de energia de 19,67%, uma tensão de circuito aberto de 731,5 mV, uma corrente de curto-circuito de 8,83 A e um ciclo de trabalho de 74,4%.Em contraste, o módulo de referência serigrafado tem uma eficiência de 20,78%, uma tensão de circuito aberto de 733,5 mV, uma corrente de curto-circuito de 8,91 A e um ciclo de trabalho de 77,7%.
“O FlexTrail tem vantagens sobre as impressoras jato de tinta em termos de eficiência de conversão.Além disso, tem a vantagem de ser mais fácil e, portanto, mais econômico de manusear, já que cada dedo só precisa ser impresso uma vez e, além disso, o consumo de prata é menor.menor, disseram os pesquisadores, acrescentando que o declínio da prata é estimado em cerca de 68%.
Eles apresentaram seus resultados no artigo “Direct FlexTrail Plating with Low Silver Consumption for Heterojunction Silicon Solar Cells: Evaluating the Performance of Solar Cells and Modules” publicado recentemente na revista Energy Technology.
“A fim de preparar o caminho para a aplicação industrial da impressão FlexTrail, uma cabeça de impressão paralela está sendo desenvolvida atualmente”, conclui o cientista.“Em um futuro próximo, planeja-se usá-lo não apenas para metalização SHD, mas também para células solares em tandem, como o tandem de perovskita-silício”.
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Horário da postagem: 13 de outubro de 2022