Obecnie przemysł fotowoltaiczny odpowiada za około 10% światowego zużycia srebra. Aby zmniejszyć zapotrzebowanie na srebro i związane z nim koszty, naukowcy z Instytutu Systemów Energii Słonecznej im. Fraunhofera ISE opracowują alternatywne materiały i procesy metalizacji ogniw słonecznych. Przemysłowe ogniwa słoneczne TOPCon z zastosowanymi metalami – kompozytem nikiel/miedź/srebro – do styków galwanicznych osiągnęły wyższą wydajność niż ich odpowiedniki z klasycznymi stykami ze srebra. Dzięki zastosowaniu tej technologii zużycie srebra zostało zmniejszone o ponad 90%.
W ramach dwóch projektów finansowanych przez niemieckie Federalne Ministerstwo Gospodarki i Działań Klimatycznych BMWK (dawniej BMWi), zespół badawczy z Fraunhofer ISE wykorzystał galwanizację do metalizacji dwustronnych ogniw słonecznych TOPCon ze stykami nikiel/miedź/srebro. Celem było zastąpienie srebrnych styków ogniw słonecznych miedzią, która jest łatwiej dostępna i około 100 razy tańsza. Miedź galwanizowana (osadzona elektrolitycznie) jest zwarta i wysoce przewodząca.
Badacze z Freiburga osiągnęli szczytową wydajność ogniwa na poziomie 24% dla ogniwa TOPCon ze stykami galwanizowanymi. Wydajność ta jest o 0,5% wyższa niż w przypadku ogniw referencyjnych ich partnerów branżowych, które zostały metalizowane srebrem w procesie sitodruku. Dzięki zastąpieniu drukowanego srebra stosem niklu/miedzi/srebra, zużycie srebra w przypadku ogniw słonecznych TOPCon zostało zredukowane o ponad 90%. Redukcja ta była możliwa m.in. dzięki zmniejszeniu szerokości otworów styków lasera do maksymalnie 5 µm.– Również w produkcji przemysłowej zastosowanie galwanizacji do metalizacji umożliwia znaczne oszczędności srebra bez konieczności poświęcania wydajności – mówi kierownik projektu dr Sven Kluska, oceniając wyniki projektu.
W ramach projektu procesy galwanizacji do metalizacji, opracowane w Fraunhofer ISE, zostały przetestowane pod kątem przydatności przemysłowej na sprzęcie firmy Rena Technologies GmbH. Obaj partnerzy kontynuują współpracę w ramach kolejnego projektu, przeprowadzając optymalizacje procesów w celu dalszego zwiększenia wydajności i dalszego rozwoju technologii.
Oprócz ogniw słonecznych TOPCon, Fraunhofer ISE opracowuje również proces galwanizacji miedzi do metalizacji równie obiecujących ogniw słonecznych z heterozłączem krzemowym (SHJ). Spółka Spin-off Fraunhofer, PV 2+ , ma przenieść ten proces do produkcji przemysłowej.
Źródło: Instytut Fraunhofera ds. Systemów Energii Słonecznej
Zaprenumeruj Magazyn Fotowoltaika
