Una nueva estructura de electrodos frontales para módulos shingled

Los investigadores de la Universidad de Sungkyunkwan de Corea del Sur han creado un nuevo diseño de electrodos para dividir y unir que puede utilizarse en los módulos fotovoltaicos shingled.

El diseño se utilizó para desarrollar una estructura de electrodos dividida en cinco celdas mediante un rayado láser, y las células se unen mediante un adhesivo conductor de la electricidad y probado en una simulación.

“Los resultados de la simulación indicaron que el aumento en el número de células que deben ser divididas disminuyó el número de dedos necesarios para alcanzar la máxima eficiencia”, escribieron los investigadores.

Menos dedos, mayor eficiencia

El número de dedos optimizados para la división en cinco células fue de 128, con 171 para la división en tres dedos. Según se informa, cinco dedos ofrecieron una eficiencia de conversión de energía del 17,346% y tres, del 16,855%.

“La pérdida de potencia causada por la resistencia del emisor disminuye con respecto al número de dedos, ya que el portador fotogenerado en el área activa de la célula fluye a través de una distancia más corta a cada dedo”, dijeron los investigadores en el artículo “Design of a solar cell electrode for a shingled photovoltaic module application”, publicado en Applied Surface Science y en el sitio web de ScienceDirect.

El artículo también establece que el número de dedos que muestran la máxima eficiencia corresponde a 142 para la división de cuatro células y 120 para la división de seis células. “Sin embargo, los aumentos adicionales en el número de dedos disminuyeron inversamente la eficiencia porque la pérdida de corriente fotoeléctrica debido al sombreado de los dedos fue más dominante en comparación con la pérdida del emisor P”, añadieron los desarrolladores del sistema de electrodos.

Prueba de células reales

El grupo de investigación produjo células solares policristalinas basadas en un material tipo p de oblea azul de 6 pulgadas con 100 dedos para compararlas con los resultados de la simulación. En la fase de metalización, el patrón de electrodos se imprimió en una oblea utilizando una máscara de malla y una impresora de pantalla. Los electrodos delantero y trasero fueron sinterizados mediante un rápido procesamiento térmico y el electrodo se formó mediante el contacto con la superficie de silicio. El láser utilizado para el trazado correspondía a 10 W, con una frecuencia de 50 kHz, una velocidad de exploración de 1300 mm/s y una frecuencia de repetición de 30.

“Analizamos las características y obtuvimos resultados casi similares a los de la simulación”, señaló el artículo, añadiendo que las características se analizaron antes y después de la división y la unión.

Potencial

Los paneles solares shingled de alta potencia y alta densidad tienen un fuerte potencial en la fotovoltaica sobre cubierta. Normalmente tienen una estructura sin barras colectoras en la que solo una pequeña proporción de las células no están expuestas a la luz solar. Las células están unidas para formar una cadena de alta densidad y las tiras resultantes se conectan a través de un adhesivo conductivo. El reducido número de barras colectoras reduce las pérdidas por sombras.

Además, los módulos shingled no requieren soldadura en cinta, lo que es una de las principales causas de tensión mecánica y microfisuras.