Pesquisadores do Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar ISE, na Alemanha, tentam há vários anos reduzir o uso de prata – uma das principais preocupações da indústria fotovoltaica – na metalização de células solares TOPCon, para as quais contam com quantidades menores do metal precioso é crucial para reduzir os custos de fabricação e ganhar mais participação de mercado.
Recentemente, um grupo de cientistas do instituto alemão usou contatos à base de níquel galvânico (Ni), cobre (Cu) e prata (Ag) em vez dos contatos de prata usuais para fabricar uma célula TOPCon bifacial tipo n que, segundo se afirma, atinge maior eficiência do que suas contrapartes com contatos de prata impressos, reduzindo o consumo de prata em 90%. “Mesmo na produção industrial, essa metalização galvânica permite economias significativas de prata sem comprometer a eficiência”, diz o pesquisador Sven Kluska.
Projetada para metalização serigrafada, a célula foi fabricada com um emissor de boro de nível industrial na face frontal texturizada e passivada por uma célula de óxido de alumínio/nitreto de silício (AlOx/SiNx). A face posterior foi feita com uma camada TOPCon com um óxido tunelado e uma camada de poli-Si tipo n altamente dopada que é coberta por uma camada de SiNx.
“O processo de galvanização combina duas etapas de galvanoplastia de um único lado de uma pilha de Ni/Cu/Ag posteriormente em cada lado”, disseram os cientistas referindo-se à técnica de galvanização usada. «O Ni e o Cu foram fornecidos pelo Grupo Atotech, enquanto o eletrólito Ag é idêntico ao apresentado pela Grübel.»
A face traseira do TOPCon é inicialmente revestida usando um processo de pré-tratamento de ácido fluorídrico (HF) projetado para remover camadas de óxido nativas e induzidas por laser dentro da abertura de contato do laser (LCO). Em uma segunda etapa, uma pilha de Ni-Cu é depositada por revestimento induzido por luz (LIP) e finalizada com um revestimento de imersão de Ag.
O desempenho da célula revestida, que possui área total de 268 cm2, foi comparado ao de um aparelho similar que passou por metalização serigrafada. O dispositivo alcançou uma eficiência de conversão de energia de 23,84%, uma tensão de circuito aberto de 709 mV, uma corrente de curto-circuito de 40,9 mA cm-2 e um fator de preenchimento de 82,2%. A célula serigrafada apresentou eficiência de 23,46%, tensão de circuito aberto de 708 mV, corrente de curto-circuito de 40,4 mA cm-2 e fator de preenchimento de 82,0%.
Ao reduzir a largura do LCO e adaptar o número de dedos, os contatos revestidos se beneficiam de larguras de contato mais estreitas, até 5,5 μm, permitindo um ganho de corrente de curto-circuito de quase 0,5 mA/cm2, explicaram os acadêmicos. “Não havia indicação de que a largura do LCO afetasse a adesão do contato. A otimização do pré-tratamento de HF antes do processo de revestimento mostrou uma melhoria na resistividade dos contatos que permitiu que o fator de preenchimento se estabilizasse acima de 82% apesar de as geometrias de contato serem menores que as das referências serigrafadas.»
A célula e o processo de fabricação correspondente são descritos no artigo “Progress of plated metallization for industrial bifacial silicone TOPCon silicon solar cells, publicado na «Progress in Photovoltaics.» A metalização de revestimento parece ser um candidato adequado para metalizar células solares i-TOPCon com alta eficiência que excedem a metalização de referência impressa em tela», concluem os cientistas.
Al enviar este formulario, usted acepta que pv magazine utilice sus datos con el fin de publicar su comentario.
Sus datos personales solo se divulgarán o transmitirán a terceros para evitar el filtrado de spam o si es necesario para el mantenimiento técnico del sitio web. Cualquier otra transferencia a terceros no tendrá lugar a menos que esté justificada sobre la base de las regulaciones de protección de datos aplicables o si pv magazine está legalmente obligado a hacerlo.
Puede revocar este consentimiento en cualquier momento con efecto para el futuro, en cuyo caso sus datos personales se eliminarán inmediatamente. De lo contrario, sus datos serán eliminados cuando pv magazine haya procesado su solicitud o si se ha cumplido el propósito del almacenamiento de datos.
Puede encontrar más información sobre privacidad de datos en nuestra Política de protección de datos.