Fraunhofer ISE in Germania sta applicando la sua tecnologia di stampa FlexTrail alla metallizzazione diretta delle celle solari a eterogiunzione di silicio.Si afferma che la tecnologia riduce l'uso dell'argento pur mantenendo un elevato livello di efficienza.
I ricercatori del Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE) in Germania hanno sviluppato una tecnica chiamata FlexTrail Printing, un metodo per stampare celle solari con nanoparticelle d'argento con eterogiunzione di silicio (SHJ) senza sbarre collettrici.Metodo di placcatura dell'elettrodo anteriore.
"Stiamo attualmente sviluppando una testina di stampa FlexTrail parallela in grado di elaborare celle solari ad alta efficienza in modo rapido, affidabile e preciso", ha detto a pv.“Poiché il consumo di fluido è molto basso, ci aspettiamo che la soluzione fotovoltaica abbia un impatto positivo sui costi e sull’impatto ambientale”.
La stampa FlexTrail consente l'applicazione precisa di materiali di varia viscosità con larghezze minime della struttura estremamente precise.
"È stato dimostrato che fornisce un utilizzo efficiente dell'argento, uniformità di contatto e un basso consumo di argento", hanno affermato gli scienziati.“Ha anche il potenziale per ridurre il tempo di ciclo per cella grazie alla sua semplicità e stabilità del processo, e quindi è destinato a futuri trasferimenti dai laboratori alla fabbrica.
Questo metodo prevede l'utilizzo di un capillare di vetro flessibile molto sottile riempito di liquido a pressione atmosferica fino a 11 bar.Durante il processo di stampa, il capillare è in contatto con il substrato e si muove continuamente lungo esso.
"La flessibilità e la flessibilità dei capillari di vetro consentono una lavorazione non distruttiva", hanno affermato gli scienziati, sottolineando che questo metodo consente anche la stampa di strutture curve."Inoltre, bilancia l'eventuale ondulazione della base."
Il team di ricerca ha fabbricato moduli batteria a cella singola utilizzando la SmartWire Connection Technology (SWCT), una tecnologia di interconnessione multifilo basata su fili di rame rivestiti con saldatura a bassa temperatura.
“In genere, i fili sono integrati nella lamina polimerica e collegati alle celle solari mediante trafilatura automatica.I giunti di saldatura vengono formati in un successivo processo di laminazione a temperature di processo compatibili con le eterogiunzioni di silicio”, affermano i ricercatori.
Utilizzando un singolo capillare, hanno stampato continuamente le loro dita, ottenendo linee funzionali a base di argento con una dimensione di 9 µm.Hanno quindi costruito celle solari SHJ con un'efficienza del 22,8% su wafer M2 e hanno utilizzato queste celle per realizzare moduli a cella singola da 200 mm x 200 mm.
Il pannello ha raggiunto un'efficienza di conversione energetica del 19,67%, una tensione a circuito aperto di 731,5 mV, una corrente di cortocircuito di 8,83 A e un ciclo di lavoro del 74,4%.Al contrario, il modulo di riferimento serigrafato ha un'efficienza del 20,78%, una tensione a circuito aperto di 733,5 mV, una corrente di cortocircuito di 8,91 A e un ciclo di lavoro del 77,7%.
“FlexTrail presenta vantaggi rispetto alle stampanti a getto d’inchiostro in termini di efficienza di conversione.Inoltre ha il vantaggio di essere più facile e quindi più economico da maneggiare, poiché ogni dito deve essere stampato una sola volta, e inoltre il consumo di argento è inferiore.più in basso, hanno detto i ricercatori, aggiungendo che il calo dell’argento è stimato intorno al 68%.
Hanno presentato i loro risultati nel documento “Direct FlexTrail Plating with Low Silver Consumption for Heterogiunzione Silicon Solar Cells: Evaluating the Performance of Solar Cells and Modules” recentemente pubblicato sulla rivista Energy Technology.
"Per aprire la strada all'applicazione industriale della stampa FlexTrail, attualmente è in fase di sviluppo una testina di stampa parallela", conclude lo scienziato.“Nel prossimo futuro, si prevede di utilizzarlo non solo per la metallizzazione SHD, ma anche per celle solari tandem, come il tandem perovskite-silicio”.
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