Šaltinis: fraunhofer
Kartu su savo projekto partneriais Fraunhoferio saulės energijos sistemų instituto ISE Freiburge fotoelektrinių technologijų vertinimo centro PV-TEC mokslininkams pavyko patobulinti tradicinį šilkografinių saulės elementų metalizacijos metalinės metalizacijos būdu šilkografijos būdu spausdinimo procesą. Naudodama specialiai sukurtus dailių linijų ekranus, projekto komanda sugebėjo per vieną spausdinimo žingsnį sukurti kontaktinius pirštus, kurių plotis buvo tik 19 µm, o aukštis - 18 µm. Tai reiškia, kad reikia iki 30 procentų mažiau sidabro, o tai savo ruožtu ženkliai sumažina gamybos sąnaudas.
Silicio saulės elementai, priklausantys nuo metalo elektrodų, esančių jų priekinėje ir galinėje pusėse, neša elektrinę energiją, susidarančią puslaidininkio medžiagoje iš šviesos švitinimo. Šiuo tikslu plonasluoksnis spausdinimo procesas paprastai naudojamas norint atspausdinti smulkią kontaktinę grotelę kameros priekinėje pusėje. Šis tinklelis turėtų kuo mažiau uždengti aktyviosios ląstelės paviršių nuo šviesos poveikio ir būti pakankamai laidus, kad saulės elementų serijos varžos būtų mažos. Technologinis ekrano spausdinimo proceso iššūkis yra kuo siauresnių ištisinių kontaktinių pirštų, turinčių pakankamą aukštį, kad būtų užtikrintas geras šoninis laidumas, sukūrimas. Norint spausdinti ypač smulkius kontaktinius pirštus, be to, kad reikia įvaldyti šilkografijos metalizacijos procesą, reikia naudoti labai inžinerinius specializuotus ekranus ir metalizacijos pastas.
„ Bendradarbiaudami su pramonės partneriais metalinių linijų šilkografijos srityje, ypač su ekrano gamintojais„ Koenen GmbH “ir„ Murakami Co. Ltd. “bei ekrano chemijos tiekėju„ Kissel + Wolf GmbH “, sugebėjome sumažinti kontaktinių pirštų plotį iki mažesnio daugiau nei 20 mikrometrų - tai sumažėja nuo 30 iki 40 procentų, palyginti su dabartiniu pramonės standartu “, - aiškina dr-Ing. Andreas Lorenz, „Fraunhofer ISE“ spausdinimo technologijų grupės projektų vadovas. Inovatyvūs plono tinklo ekranai buvo naudojami pasyvuoto emiterio ir galinio kontakto (PERC) saulės elementų metalizavimui dviejose nepriklausomose bandymų serijose. Naudojant tokį ekraną buvo galima per vieną spausdinimo žingsnį sukurti kontaktinius pirštus, kurių plotis buvo tik 19 µm, o aukštis - 18 µm. Kontaktiniai pirštai yra ne tik siauri, bet ir puikios jų elektrinės savybės. Integruoti į modulius, ypač naudojant naujesnes technologijas, tokias kaip kelių šynų sujungimas su 8–15 šynų, jie žymiai sumažina energijos nuostolius kontaktiniuose pirštuose. Šiems naujai sukurtiems šilkografijos procesams reikia iki 30 procentų mažiau sidabro, palyginti su dabartiniu pramonės standartu, kai kontaktinio piršto plotis yra maždaug 30 µm.
Kaip eksperimento dalis, PERC saulės elementai buvo metalizuoti naudojant optimalius ekrano parametrus; nominalus piršto plotis 24 µm buvo pasirinktas atsižvelgiant į turimą saulės baterijos šynų skaičių (šiuo atveju 5). Geriausias PERC saulės elementas šioje bandymų serijoje pasiekė efektyvumą h = 22,1%.
„ Panaudojant labai inžinerines ekrano ir pastos sistemas metalizacijai tiesiomis linijomis, netolimoje ateityje gali būti įmanoma pradėti gaminti saulės elementus beveik nematomais kontaktiniais pirštais pramoniniu mastu. Tai reikštų didelį pranašumą integruotoje fotoelektroje, kur reikia estetinių, vienalyčių modulio paviršių “, - sako daktaras Florianas Clementas,„ Fraunhofer ISE “Gamybos technologijos - struktūrizavimo ir metalizacijos skyriaus vadovas.
Šių bandymų serijos rezultatai bus pristatyti dviejose artėjančiose PV konferencijose - 36-ojoje ES PVSEC Marselyje, Prancūzijoje ir 29-ojoje PVSEC Ksiano mieste, Kinijoje.
Bendradarbiavimo projektą „FINALE“, kurio pagrindinis dėmesys skiriamas plonasienių linijų šilkografijos procesų plėtrai ir kuriame tyrėjai iš dalies pasiekė šiuos rezultatus, finansavo Vokietijos federalinė ekonomikos ir energetikos ministerija BMWi ir įgyvendino bendradarbiaudama su pramonės partneriais „Koenen GmbH“. , „Kissel + Wolf GmbH“ ir „Wickon Hightech GmbH“.
Kiti čia pateikiami tikslių linijų šilkografijos rezultatai buvo realizuoti bendradarbiaujant „Murakami Co. Ltd.“ ir „Fraunhofer ISE“.
