Fraunhofer ISE en Alemania está aplicando su tecnología de impresión FlexTrail a la metalización directa de células solares de heterounión de silicio.Afirma que la tecnología reduce el uso de plata manteniendo un alto nivel de eficiencia.
Investigadores del Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (ISE) en Alemania han desarrollado una técnica llamada FlexTrail Printing, un método para imprimir células solares de nanopartículas de plata con heterounión de silicio (SHJ) sin barra colectora.Método de revestimiento del electrodo frontal.
"Actualmente estamos desarrollando un cabezal de impresión FlexTrail paralelo que puede procesar células solares de alta eficiencia de forma rápida, fiable y precisa", dijo el investigador Jörg Schube a pv."Dado que el consumo de fluido es muy bajo, esperamos que la solución fotovoltaica tenga un impacto positivo en los costes y el impacto medioambiental".
La impresión FlexTrail permite la aplicación precisa de materiales de diferentes viscosidades con anchos de estructura mínimos extremadamente precisos.
"Se ha demostrado que proporciona una utilización eficiente de la plata, uniformidad de contacto y un bajo consumo de plata", dijeron los científicos.“También tiene el potencial de reducir el tiempo de ciclo por celda debido a su simplicidad y estabilidad del proceso y, por lo tanto, está destinado a futuras transferencias de los laboratorios a la fábrica.
Este método implica el uso de un capilar de vidrio flexible muy delgado lleno de líquido a una presión atmosférica de hasta 11 bar.Durante el proceso de impresión, el capilar está en contacto con el sustrato y se mueve continuamente a lo largo de él.
"La flexibilidad y la flexibilidad de los capilares de vidrio permiten un procesamiento no destructivo", dijeron los científicos, señalando que este método también permite imprimir estructuras curvas.“Además, equilibra las posibles ondulaciones de la base”.
El equipo de investigación fabricó módulos de batería de una sola celda utilizando la tecnología de conexión SmartWire (SWCT), una tecnología de interconexión de múltiples cables basada en cables de cobre recubiertos de soldadura a baja temperatura.
“Normalmente, los cables se integran en la lámina de polímero y se conectan a las células solares mediante trefilado automático.Las uniones soldadas se forman en un proceso de laminación posterior a temperaturas de proceso compatibles con las heterouniones de silicio”, afirman los investigadores.
Utilizando un solo capilar, imprimieron continuamente sus dedos, lo que dio como resultado líneas funcionales a base de plata con un tamaño de característica de 9 µm.Luego construyeron células solares SHJ con una eficiencia del 22,8 % en obleas M2 y utilizaron estas células para fabricar módulos de células individuales de 200 mm x 200 mm.
El panel logró una eficiencia de conversión de energía del 19,67 %, un voltaje de circuito abierto de 731,5 mV, una corriente de cortocircuito de 8,83 A y un ciclo de trabajo del 74,4 %.Por el contrario, el módulo de referencia serigrafiado tiene una eficiencia del 20,78%, un voltaje de circuito abierto de 733,5 mV, una corriente de cortocircuito de 8,91 A y un ciclo de trabajo del 77,7%.
“FlexTrail tiene ventajas sobre las impresoras de inyección de tinta en términos de eficiencia de conversión.Además, tiene la ventaja de ser más fácil y por tanto más económico de manejar, ya que sólo hay que imprimir una vez cada dedo, y además el consumo de plata es menor.menor, dijeron los investigadores, y agregaron que se estima que la disminución de la plata es de alrededor del 68 por ciento.
Presentaron sus resultados en el artículo “Direct FlexTrail Plating with Low Silver Consumption for Heterojunction Silicon Solar Cells: Evaluating the Performance of Solar Cells and Modules” publicado recientemente en la revista Energy Technology.
“Para allanar el camino hacia la aplicación industrial de la impresión FlexTrail, actualmente se está desarrollando un cabezal de impresión paralelo”, concluye el científico."En un futuro próximo, está previsto utilizarlo no sólo para la metalización SHD, sino también para células solares en tándem, como el tándem de perovskita y silicio".
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