Klauzula informacyjna

W związku z odwiedzaniem naszych serwisów internetowych przetwarzamy Twój adres IP, pliki cookies i podobne dane nt. aktywności lub urządzeń użytkownika. Jeżeli dane te pozwalają zidentyfikować Twoją tożsamość, wówczas będą traktowane jako dane osobowe zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady 2016/679 (RODO).

Administratora tych danych, cele i podstawy przetwarzania oraz inne informacje wymagane przez RODO znajdziesz w Polityce Prywatności pod tym linkiem.

Jeżeli korzystasz także z innych usług dostępnych za pośrednictwem naszych serwisów, przetwarzamy też Twoje dane osobowe podane przy zakładaniu konta, rejestracji na eventy, zamawianiu prenumeraty, newslettera, alertów oraz usług online (w tym Strefy Premium, raportów, rankingów lub licencji na przedruki).

Administratorów tych danych osobowych, cele i podstawy przetwarzania oraz inne informacje wymagane przez RODO znajdziesz również w Polityce Prywatności pod tym linkiem. Dane zbierane na potrzeby różnych usług mogą być przetwarzane w różnych celach, na różnych podstawach oraz przez różnych administratorów danych.

Pamiętaj, że w związku z przetwarzaniem danych osobowych przysługuje Ci szereg gwarancji i praw, a przede wszystkim prawo do sprzeciwu wobec przetwarzania Twoich danych. Prawa te będą przez nas bezwzględnie przestrzegane. Jeżeli więc nie zgadzasz się z naszą oceną niezbędności przetwarzania Twoich danych lub masz inne zastrzeżenia w tym zakresie, koniecznie zgłoś sprzeciw lub prześlij nam swoje zastrzeżenia pod adres odo@ptwp.pl.

Zarząd Publikator Sp. z o.o.

Trendy w miniaturyzacji i obniżaniu kosztów produkcji ogniw fotowoltaicznych

Autor: Radosław Zieniewicz
10 wrz 2019 14:00

Sprawność, czyli przetwarzanie energii słonecznej na elektryczną, multifunkcjonalnych ogniw fotowoltaicznych osiąga rekordowe wyniki  już na poziomie 46%. Niestety, takie rekordy sprawności "bije" się w "laboratoryjnych" warunkach, a dodatkowo koszty masowej produkcji takich ogniw wielokrotnie przekraczają potencjalnie zyski ze sprzedaży. Dlatego wciąż są udoskonalane procesy produkcji, które mają na celu zmniejszyć koszty wytwarzania ogniw, polegające np. na dalszej miniaturyzacji podzespołów wykonywanych np. z drogich metali szlachetnych, takich jak srebro, niezbędnych do wykonania przednich ścieżek metalizacji.

Wspólnie z partnerami projektu, naukowcy z Centrum Oceny Technologii Fotowoltaicznych PV-TEC w Instytucie Fraunhofera dla Systemów Energii Słonecznej ISE we Freiburgu odnieśli sukces w udoskonaleniu tradycyjnego procesu sitodruku dla precyzyjnej metalizacji krzemowych ogniw słonecznych. 

Przy pomocy specjalnie opracowanych sitodruków, zespół projektowy był w stanie stworzyć przednie ścieżki metalizacji wraz z warstwą srebra o szerokości zaledwie 19 µm i wysokości 18 µm w etapie 1 procesu drukowania. Oznacza to obniżenie zużycia o 30 procent mniej srebra w procesie produkcji ogniw, co z kolei prowadzi do znacznego obniżenia całkowitych kosztów produkcji.

Zwiększyć sprawność, obniżyć koszty

Silikonowe ogniwa słoneczne wykorzystują metalowe elektrody na przedniej (wykonane ze srebra) i tylnej stronie ogniwa do przenoszenia energii elektrycznej, wytwarzanej w materiale półprzewodnikowym w wyniku napromieniowania światłem. W tym celu, proces w technologii płaskiego sitodruku jest zazwyczaj stosowany do produkcji drobnej siatki stykowej na przedniej stronie ogniwa. Siatka ta powinna w jak najmniejszym stopniu blokować aktywną powierzchnię ogniwa przed działaniem światła i musi charakteryzować się na tyle dużą przewodnością, aby utrzymać niską rezystancję ogniw słonecznych.

Wyzwanie technologiczne w procesie sitodruku polega na stworzeniu możliwie jak najwęższych poprzecznych ścieżki metalizacji wraz z warstwą srebra o wysokości wystarczającej do uzyskania dobrej przewodności poprzecznej. Drukowanie bardzo drobnych ścieżek przednich (contact fingers)  wymaga użycia wysoko zaawansowanych technologicznie specjalistycznych sit i past metalizujących oraz pełnego opanowania procesu metalizacji sitodruku.

Współpraca z partnerami przemysłowymi w zakresie metalizacji sitodruku, w szczególności z producentami sitodruku Koenen GmbH i Murakami Co. Ltd., jak również dostawca chemii sitodrukowej Kissel + Wolf GmbH, udało nam się zmniejszyć szerokość ścieżki metalizacji wraz z warstwą srebra (contact fingers) do mniej niż 20 mikrometrów - co stanowi redukcję o 30 do 40 procent w porównaniu z obecnym standardem branżowym – wyjaśnia dr inż. Andreas Lorenz, kierownik projektu w grupie ds. technologii druku w Fraunhofer ISE.

Innowacyjne ekrany sitodrukowe o drobnych oczkach zostały wykorzystane do metalizacji pasywowanego emitera i tylnych ogniw fotowoltaicznych (PERC) w dwóch niezależnych seriach testowych. Zastosowanie takiego sitodruku umożliwiło stworzenie ścieżki metalizacji wraz z warstwą srebra czyli tzw. contact fingers o szerokości zaledwie 19 µm i wysokości 18 µm w jednym etapie drukowania. 

Tak wyprodukowane elektrody przednie są nie tylko bardzo wąskie, ale również wyróżniają się bardzo dobrymi właściwościami przewodzenia ładunków elektrycznych. Zintegrowane z modułami - szczególnie w przypadku nowszych technologii, takich jak połączenie wielu szyn zbiorczych z 8 do nawet 15 szyn zbiorczych - umożliwiają znaczne zmniejszenie strat mocy na elektrodach przednich. Te nowo opracowane procesy sitodruku wymagają użycia do 30 procent mniej srebra w porównaniu z aktualnym standardem branżowym przy szerokości ścieżki metalizacji wraz z warstwą srebra, wynoszącej  około 30 µm.

W ramach eksperymentu ogniwa słoneczne PERC zostały poddane metalizacji z wykorzystaniem optymalnych parametrów ekranu; ze względu na ograniczenie dostępnej liczby szyn zbiorczych na ogniwie słonecznym (w tym przypadku 5) wybrano nominalną szerokość ścieżki nie przekraczającej  24 µm. Najlepsze ogniwo słoneczne PERC w tej serii testowej uzyskało sprawność (h) równą 22,1%.

Dzięki produkcji wysoko rozwiniętych systemów przesiewaczy i past do metalizacji precyzyjnej można by w niedalekiej przyszłości rozpocząć produkcję ogniw słonecznych z prawie niewidocznymi elektrodami przednimi na skalę przemysłową. Stanowiłoby to ogromną zaletę dla zastosowań w zintegrowanych układach fotowoltaicznych, gdzie wymagane są estetyczne, jednorodne powierzchnie modułów – mówi dr Florian Clement, kierownik działu technologii produkcji - Strukturyzacja i metalizacja w Fraunhofer ISE.

Wyniki tych testów zostaną zaprezentowane na dwóch nadchodzących konferencjach PV - 36-ej unijnej konferencji PVSEC w Marsylii we Francji i 29-ej konferencji PVSEC w Xi'an w Chinach.

Projekt "FINALE", który koncentruje się na rozwoju precyzyjnych procesów sitodruku i w którym naukowcy częściowo osiągnęli te wyniki, został sfinansowany przez niemieckie Federalne Ministerstwo Gospodarki i Energii BMWi i przeprowadzony we współpracy z partnerami przemysłowymi Koenenen GmbH, Kissel + Wolf GmbH i Wickon Hightech GmbH.

Kolejne zaprezentowane tutaj wyniki w zakresie sitodruku zostały zrealizowane w ramach współpracy pomiędzy Murakami Co. Ltd. i Fraunhofer ISE

O rozwoju nowoczesnych systemów fotowoltaicznych oraz o optymalizacji sprawności pracy modułów fotowoltaicznych będą rozmawiali eksperci podczas nowego eventu Grupy PTWP - 4 Buildings (15-17 listopada 2019 r., Katowice)!

ZAREZERWUJ TERMIN NA 4BUILDINGS: 15-17 LISTOPADA 2019 r., MIĘDZYNARODOWE CENTRUM KONGRESOWE W KATOWICACH WWW.4BUILDINGS.PL

Komentarze

Zaloguj się