Sumber: fraunhofer
Bersama dengan mitra proyek mereka, para ilmuwan di Pusat Evaluasi Teknologi Fotovoltaik PV-TEC di Institut Fraunhofer untuk Sistem Energi Matahari ISE di Freiburg telah berhasil meningkatkan proses sablon tradisional untuk metalisasi garis halus sel surya silikon. Dengan menggunakan layar garis-halus yang dikembangkan secara khusus, tim proyek dapat membuat jari-jari kontak dengan lebar hanya 19 μm dan tinggi 18 μm dalam satu langkah pencetakan. Ini berarti bahwa hingga 30 persen lebih sedikit perak diperlukan, yang pada gilirannya menyebabkan pengurangan biaya produksi yang signifikan.
Sel surya silikon bergantung pada elektroda logam di sisi depan dan belakang untuk membawa energi listrik yang dihasilkan dalam bahan semikonduktor dari iradiasi cahaya. Untuk tujuan ini, proses pencetakan layar datar biasanya digunakan untuk mencetak kisi kontak halus ke sisi depan sel. Grid ini harus memblokir sesedikit mungkin permukaan sel aktif dari paparan cahaya dan harus cukup konduktif untuk menjaga resistansi seri sel surya rendah. Tantangan teknologi dalam proses pencetakan layar terletak pada penciptaan jari kontak kontinu tersempit dengan ketinggian yang cukup untuk konduktivitas lateral yang baik. Mencetak jari-jari kontak yang sangat halus membutuhkan penggunaan layar khusus yang sangat direkayasa dan pasta metalisasi di samping penguasaan lengkap proses pencetakan metalisasi layar.
“ Bekerja bersama dengan mitra industri dalam proses metalisasi sablon garis-halus, khususnya dengan produsen layar Koenen GmbH dan Murakami Co. Ltd. serta pemasok bahan kimia layar Kissel + Wolf GmbH, kami telah berhasil mengurangi lebar jari-jari kontak menjadi kurang dari 20 mikrometer - pengurangan 30 hingga 40 persen dibandingkan dengan standar industri saat ini, ”jelas Dr.-Ing. Andreas Lorenz, manajer proyek dalam kelompok Teknologi Pencetakan di Fraunhofer ISE. Layar fine-mesh yang inovatif digunakan dalam metalisasi sel surya emitor dan kontak belakang (PERC) yang dipasivasi dalam dua seri uji independen. Menggunakan layar seperti itu memungkinkan untuk membuat jari-jari kontak dengan lebar hanya 19 μm dan tinggi 18 μm dalam satu langkah pencetakan. Tidak hanya jari kontak yang sangat sempit, sifat listriknya juga luar biasa. Ketika diintegrasikan ke dalam modul - khususnya dengan teknologi yang lebih baru seperti interkoneksi multi-busbar dengan 8 hingga 15 busbar - mereka memungkinkan pengurangan yang signifikan dari kehilangan daya di jari-jari kontak. Proses sablon yang baru dikembangkan ini membutuhkan perak hingga 30 persen lebih sedikit dibandingkan dengan standar industri saat ini dengan lebar jari kontak sekitar 30 μm.
Sebagai bagian dari percobaan, sel surya PERC diolah dengan menggunakan parameter layar optimal; lebar jari nominal 24 µm dipilih karena keterbatasan sehubungan dengan jumlah busbar yang tersedia pada sel surya (dalam hal ini 5). Sel surya PERC terbaik dalam seri uji ini mencapai efisiensi h = 22,1%.
“ Menggunakan sistem layar dan tempel yang sangat direkayasa untuk metalisasi garis halus, bisa dimungkinkan untuk mulai membuat sel surya dengan jari kontak yang hampir tak terlihat pada skala industri dalam waktu dekat. Ini akan mewakili keuntungan besar untuk aplikasi dalam fotovoltaik terintegrasi, di mana permukaan modul yang estetis dan homogen sangat diminati, ”kata Dr. Florian Clement, Kepala Departemen Teknologi Produksi - Penataan dan Proses Metalisasi di Fraunhofer ISE.
Hasil dari seri uji ini akan dipresentasikan pada dua konferensi PV mendatang - EU PVSEC ke-36 di Marseille, Prancis, dan PVSEC ke-29 di Xi'an, Cina.
Proyek kolaboratif "FINALE", yang memfokuskan pengembangan proses sablon garis-halus dan di mana para peneliti sebagian mencapai hasil ini, didanai oleh Kementerian Federal Jerman untuk Urusan Ekonomi dan Energi BMWi dan dilakukan dalam kolaborasi dengan mitra industri Koenen GmbH , Kissel + Wolf GmbH dan Wickon Hightech GmbH.
Hasil cetak layar lebih lanjut yang disajikan di sini diwujudkan dalam kerjasama antara Murakami Co. Ltd. dan Fraunhofer ISE.
