מקור: fraunhofer
יחד עם שותפיהם לפרויקט, מדענים במרכז הערכת טכנולוגיות פוטו-וולטאיות PV-TEC במכון Fraunhofer למערכות אנרגיה סולארית ISE בפרייבורג הצליחו לשפר את תהליך הדפסת המסך המסורתי למתכונת קו דק של תאים סולאריים מסיליקון. באמצעות מסכי קו עדינים שפותחו במיוחד, צוות הפרויקט הצליח ליצור אצבעות מגע ברוחב של 19 מיקרומטר בלבד ובגובה 18 מיקרומטר בשלב הדפסה יחיד. משמעות הדבר היא כי דרוש עד 30 אחוז פחות כסף, מה שמביא לירידה משמעותית בעלויות הייצור.
תאים סולאריים מסיליקון מסתמכים על אלקטרודות מתכת בצד הקדמי והאחורי כדי לשאת את האנרגיה החשמלית הנוצרת בחומר המוליכים למחצה מהקרנת אור. לשם כך, בדרך כלל נעשה שימוש בהדפסת מסך שטוח להדפסת רשת מגע עדינה על הצד הקדמי של התא. רשת זו צריכה לחסום כמה שפחות משטח התא הפעיל מפני חשיפה לאור וחייב להיות מספיק מוליך בכדי לשמור על עמידות הסדרה של תאי השמש. האתגר הטכנולוגי בתהליך הדפסת המסך טמון ביצירת אצבעות המגע הרצופות הצרות ביותר עם גובה מספיק למוליכות רוחבית טובה. הדפסת אצבעות מגע עדינות במיוחד מצריכה שימוש במסכים מיוחדים ומהנדסי מטאליזציה מהונדסים, בנוסף להשגת השליטה בתהליך המתכת של הדפסת המסך.
" עבודה משותפת עם שותפים בתעשייה במתכונת הדפסת מסך עדינה, בפרט עם יצרני המסכים Koenen GmbH ו- Murakami Co. בע"מ וכן ספקית הכימיקלים למסך Kissel + Wolf GmbH, הצלחנו לצמצם את רוחב אצבעות המגע לפחות יותר מ 20 מיקרומטר - ירידה של 30 עד 40 אחוזים בהשוואה לתקן התעשייתי הנוכחי, "מסביר ד"ר אינג. אנדראס לורנץ, מנהל פרויקט בקבוצת טכנולוגיית הדפוס ב- Fraunhofer ISE. מסכי רשת עדינה וחדישים שימשו במתכנות של תאים סולאריים פולטים ומגע אחורי (PERC) בשתי סדרות בדיקה עצמאיות. שימוש במסך כזה אפשר ליצור אצבעות מגע ברוחב של 19 מיקרומטר בלבד וגובה של 18 מיקרומטר בשלב הדפסה יחיד. לא רק שאצבעות המגע צרות במיוחד, גם תכונותיהם החשמליות מצטיינות. כאשר הם משולבים במודולים - במיוחד בטכנולוגיות חדישות יותר כמו חיבור רב-סרגל עם 8 עד 15 סרגלים - הם מאפשרים הפחתה ניכרת של אובדן הכוח באצבעות המגע. תהליכי הדפסת המסך החדשים שפותחו דורשים עד 30 אחוז פחות כסף בהשוואה לתקן התעשייה הנוכחי עם רוחב אצבע מגע של כ- 30 מיקרומטר.
כחלק מהניסוי, תאי השמש של ה- PERC מתכתי באמצעות פרמטרי המסך האופטימליים; רוחב אצבע נומינלי של 24 מיקרומטר נבחר בגלל המגבלה ביחס למספר הסורקים הזמין בתא השמש (במקרה זה 5). תא השמש PERC הטוב ביותר בסדרת בדיקות זו השיג יעילות של h = 22.1%.
" באמצעות מערכות מסך והדבקה מאוד מהונדסות למתכות מתוחכמת, ניתן היה להתחיל לייצר תאים סולאריים באצבעות מגע כמעט בלתי נראות בקנה מידה תעשייתי בזמן הקרוב. זה ייצג יתרון גדול ליישומים בפוטו-וולטאיקה משולבת, שם יש ביקוש למשטחי מודול אסתטיים, הומוגניים, "אומר ד"ר פלוריאן קלמנט, ראש מחלקת טכנולוגיית הייצור - מבנה ומטליזציה ב- Fraunhofer ISE.
תוצאות סדרות הבדיקות הללו יוצגו בשני ועידות PV המתקרבות - ה- PVSEC ה -36 באיחוד האירופי במרסיי, צרפת, וה- PVSEC ה -29 בסיאן, סין.
הפרויקט השיתופי "FINALE", שמרכז את פיתוח תהליכי הדפסת המסך הדק-קו, ובו השיגו החוקרים חלקית את התוצאות הללו, מומן על ידי המשרד הפדרלי הגרמני לענייני כלכלה ואנרגיה BMWi ונערך בשיתוף פעולה עם השותפים התעשייתיים Koenen GmbH , Kissel + Wolf GmbH ו- Wickon Hightech GmbH.
תוצאות הדפסת מסך עדינות נוספות המוצגות כאן התממשו בשיתוף פעולה בין מורקמי ושות 'בע"מ לבין Fraunhofer ISE.
