...

Elastyczne połączenie ogniw słonecznych za pomocą mikrołączenia laserowego

1 czerwca 2022
Elastyczne połączenie ogniw słonecznych za pomocą mikrołączenia laserowego

Instytut Fraunhofera ds. Systemów Energii Słonecznej ISE opracował laserowy proces, dzięki któremu ogniwa PERC i TOPCon można elastycznie łączyć za pomocą folii aluminiowej w sposób oszczędzający zasoby. Technologia FoilMet® nie wymaga przewodzącego kleju ani lutu. Pozwala na zmniejszenie zużycia srebra w module nawet o 30%.

Elastyczne połączenie o konstrukcji łańcuchowej umożliwia układanie ogniw w formie gontowej maksymalizując wydajności modułu, jak również umieszczanie ogniw obok siebie w małych odstępach. Ten drugi sposób jest powszechnie stosowany w masowej produkcji, w celu uzyskania możliwie najbardziej ekonomicznej konstrukcji modułu. Na Intersolar Europe 2022 instytut zaprezentował łańcuch ogniw składający się z 30 elementów.

W nowej koncepcji połączeń laserowych, cienki pasek folii aluminiowej łączy ze sobą sąsiednie ogniwa. Naukowcom z Fraunhofer ISE udało się połączyć folię bezpośrednio z ścieżkami przewodnika za pomocą specjalnego procesu mikrospawania laserowego oraz związać ją z powierzchnią azotku krzemu. Cały proces zajmuje mniej niż jedną dziesiątą sekundy na wafel. Zapewnia bardzo niską rezystancję styku pomiędzy folią a elektrodami, dzięki czemu połączenie gwarantuje najwyższy stopień wydajności modułu. Najważniejszą cechą procesu jest brak konieczności stosowania srebrnych szyn zbiorczych i pól lutowniczych, które w tradycyjnej, obecnie stosowanej technologii są wymagane do połączenia poszczególnych ogniw. W zależności od układu elektrod można zaoszczędzić do 30% srebra.

Silne połączenie, niska rezystancja

Rozwój produkcji wafli krzemowych od lat zmierza do stosowania coraz większych formatów ogniw w modułach fotowoltaicznych. Dlatego obecnym standardem branżowym stało się przecinanie dużych wafli. Po podłączeniu ogniw połówkowych zamiast całościowych, generowane w nich straty prądu i rezystancja maleją. Pomimo tych korzystnych właściwości, moduł fotowoltaiczny składający się z mniejszych ogniw jest bardziej złożony i droższy w montażu. Zastosowanie technologii FoilMet® trwale i taniej łączy ze sobą poszczególne ogniwa. Proces łączenia może być stosowany w równym stopniu dla ogniw słonecznych PERC i TOPCon.

Najwartościowsze w naszej technologii jest to, że z jednej strony obiecuje ona wysoką wydajność modułów ze względu na niski opór elektryczny połączeń, możliwość stosowania układu gontowego, a wraz z bardzo wysoką elastycznością mechaniczną szeregu wydaje się być predestynowana do niszy zastosowań w zintegrowanej fotowoltaice. Z drugiej strony wysoki potencjał oszczędności kosztów i materiałów sprawia, że proces ten jest również interesujący dla masowego rynku fotowoltaicznego – mówi dr. Jan Nekarda, Kierownik Działu Struktury i Metalizacji w Fraunhofer ISE. Zaprezentowana pod koniec ubiegłego roku technologia FoilMet® jest opatentowywana. Trwają przygotowania do produkcji pilotażowej oraz analiz żywotności demonstrowanej technologii.

Źródło: Fraunhofer ISE

Zaprenumeruj Magazyn Fotowoltaika