Heimild: fraunhofer
Ásamt vísindamönnum sínum, vísindamönnum við Photovoltaic Technology Evaluation Center PV-TEC við Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE í Freiburg, hefur tekist að bæta hefðbundið skjáprentunarferli fyrir fínlínu málmvinnslu á kísil sólarfrumum. Með því að nota sérhannaða fínlínuskjái gat verkefnahópurinn búið til snertifingur með breiddina aðeins 19 um og 18 m að hæð í einu prentunarskrefi. Þetta þýðir að allt að 30 prósent minna silfur er þörf, sem aftur leiðir til verulegrar lækkunar framleiðslukostnaðar.
Kísil sólarfrumur treysta á málm rafskaut á framhlið og aftari hliðum til að bera raforkuna sem myndast í hálfleiðara efninu frá ljósgeislun. Í þessu skyni er prentað ferli með flatskjá venjulega notað til að prenta fínt snertilit á framhlið frumunnar. Þetta rist ætti að hindra eins lítið og mögulegt er af virka frumuyfirborði frá útsetningu fyrir ljósi og verður að vera nægilega leiðandi til að halda þéttni sólarfrumna lítil. Tæknilega áskorunin í skjáprentunarferlinu liggur í því að búa til þrengstu mögulegu stöðugu snertifingur með nægri hæð fyrir góða hliðleiðni. Prentun mjög fínna snertifingra krefst þess að nota mjög verkfræðilega sérhæfða skjái og málmunarpasta auk þess að ná tökum á málmunarferli skjáprentunarinnar.
„Við höfum unnið með skjáframleiðendum Koenen GmbH og Murakami Co. Ltd. og skjáefnafyrirtækinu Kissel + Wolf GmbH að vinna saman með iðnaðarmönnum í fínlínu skjáprentun, sérstaklega við skjáframleiðendur Kissel + Wolf GmbH. en 20 míkrómetrar - lækkun um 30 til 40 prósent miðað við núverandi iðnaðarstaðal, “útskýrir Dr.-Ing. Andreas Lorenz, verkefnisstjóri í prenttæknihópnum hjá Fraunhofer ISE. Nýjungar fínmöskuskjár voru notaðir við málun á passívuðum geislum og sólarfrumum að aftari snertingu (PERC) í tveimur óháðum prófunarþáttum. Með því að nota slíka skjá var mögulegt að búa til snertifingur með breiddina aðeins 19 um og 18 m hæð á einu prentstigi. Snertifingurnir eru ekki aðeins mjög þröngir, rafmagns eiginleikar þeirra eru einnig framúrskarandi. Þegar þeir eru samþættir í einingar - sérstaklega með nýrri tækni, svo sem fjöltengdum samtengingum við 8 til 15 strikka, er hægt að draga úr orkunotkun snertifingjanna áberandi. Þessir nýþróuðu skjáprentunarferli þurfa allt að 30 prósent minna silfur samanborið við núverandi iðnaðarstaðal með snertifingra breidd um það bil 30 µm.
Sem hluti af tilrauninni voru PERC sólarfrumur málmaðar með bestu færibreytum skjásins; 24 fingur var nafnfingurbreidd vegna takmarkana með tilliti til fyrirliggjandi fjölda strikka á sólarfrumunni (í þessu tilfelli 5). Besta PERC sólarsellan í þessari prófunarröð náði h = 22,1% skilvirkni.
„ Með því að nota mjög verkfræðilega skjá- og límakerfi til að fínstilla málmvinnslu gæti verið mögulegt að byrja að framleiða sólarsellur með næstum ósýnilegum snertifingrum á iðnaðarmælikvarða á næstunni. Þetta myndi vera mikill kostur fyrir forrit í samþættum ljósvökvakerfum þar sem fagurfræðilegir, einsleitar mátflötur eru eftirsóttir, “segir Dr. Florian Clement, yfirmaður framleiðslutækni - byggingar- og málmgreiningardeildar hjá Fraunhofer ISE.
Niðurstöður þessara prófrauna verða kynntar á tveimur komandi PV ráðstefnum - 36. ESB PVSEC í Marseille í Frakklandi og 29. PVSEC í Xi'an í Kína.
Samstarfsverkefnið „FINALE“, sem beinist að þróun fínlínu skjáprentunarferla og þar sem vísindamennirnir náðu þessum árangri að hluta, var styrkt af þýska alríkis- og efnahagsráðuneytinu BMWi og var unnið í samvinnu við iðnaðarmennina Koenen GmbH , Kissel + Wolf GmbH og Wickon Hightech GmbH.
Frekari niðurstöður skjáprentunar, sem kynntar eru hér, urðu að veruleika í samvinnu Murakami Co. Ltd. og Fraunhofer ISE.
