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 mientras mantiene un alto nivel de eficiencia.
Investigadores del Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar (ISE) en Alemania han desarrollado una técnica llamada FlexTrail Printing, un método para imprimir células solares de nanopartículas de plata de heterounión de silicio (SHJ) sin barra colectora.Método de recubrimiento de electrodos frontales.
“Actualmente estamos desarrollando un cabezal de impresión FlexTrail paralelo que puede procesar células solares de alta eficiencia de manera rápida, confiable y precisa”, dijo el investigador Jörg Schube a pv.“Dado que el consumo de fluidos es muy bajo, esperamos que la solución fotovoltaica tenga un impacto positivo en el costo y el impacto ambiental”.
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 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 del mismo.
“La flexibilidad y la flexibilidad de los capilares de vidrio permiten un procesamiento no destructivo”, dijeron los científicos, y señalaron que este método también permite imprimir estructuras curvas.“Además, equilibra la posible ondulación 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 de baja temperatura.
“Por lo general, los cables se integran en la lámina de polímero y se conectan a las células solares mediante trefilado automático.Las uniones de soldadura se forman en un proceso de laminación posterior a temperaturas de proceso compatibles con las heterouniones de silicio”, dicen los investigadores.
Usando un solo capilar, imprimieron continuamente sus dedos, lo que resultó en líneas funcionales basadas en plata con un tamaño de característica de 9 µm.A continuación, construyeron células solares SHJ con una eficiencia del 22,8 % en obleas M2 y utilizaron estas células para fabricar módulos de una sola célula 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 %, una tensión 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 lo tanto más económico de manejar, ya que cada dedo solo necesita ser impreso una vez, y además, el consumo de plata es menor.más bajo, 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 "Placado Direct FlexTrail con bajo consumo de plata para células solares de silicio de heterounión: evaluación del rendimiento de células y módulos solares" publicado recientemente en la revista Energy Technology.
“Con el fin de allanar el camino para 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 solo para la metalización SHD, sino también para células solares en tándem, como el tándem de perovskita-silicio".
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