Нов подход с 26% намалява консумацията на сребро във фотоволтаичните клетки

Френски учени от Националния институт за слънчева енергия (INES) са разработили нова технология за свързване на фотоволтаичните модули. Тя дава възможност да се намали консумацията на сребро в хетеропреходните соларни панели с 26%. Тази ефективност е постигната чрез използването на проводящо лепило с ниско съдържание на сребро и медни ленти, покрити със специален проводящ слой.

Технологията се състои в замяна на сребърната метализация на соларните клетки със сребърно-медна паста. По този начин общата консумация на сребро в модула е намалена до 14 милиграма сребро на ват мощност (14 mgAg/W).

Изследователите са тествали 3 вида лепила и са установили, че съставите с намалено съдържание на сребро превъзхождат предишните поколения както по надеждност, така и по ефективност на модулите. За да изпробват новата технология, учените са направили тестови модули от 8 полуклетки, базирани на хетеропреходни слънчеви клетки (HJT). Тези клетки са създадени от n-тип силициеви пластини по технологията на Чохралски. За сглобяването на модулите е използван еластомерен полиолефинов уплътнител (POE).

При нанасянето на слоевете на слънчевата клетка изследователите са изоставили ситопечата и са използвали метода на нанасяне чрез специални шаблони. Това е увеличило стабилността на качеството на покритието при многократни нанасяния.

Модулите са тествани в съответствие с международния стандарт IEC 61215, в условия на влажна топлина и цикли на термично стареене. Учените са измерили електрическите параметри на модулите след 100, 200, 400 и 600 термични цикъла. Те се фокусираха върху коефициента на запълване и анализа на електролуминесценцията, за да открият възможна деградация на контактите и увеличаване на съпротивлението.

Резултатите от тестовете показват, че модулите със сребърна метализация показват деградация под 2% след 3000 часа на влажна топлина. Когато среброто е заменено с мед, първите признаци на повреда се появяват след 2000 часа. Според авторите тези стойности са сравними с резултатите за изцяло сребърните модули.

В бъдеще специалистите от INES планират да извършат подробен икономически анализ на новата технология съвместно със своите индустриални партньори. Реализирането на разработката ще изисква сътрудничество с европейските производители на оборудване и материали за соларните модули. Учените вече са започнали сътрудничество с италианската компания 3Sun, за да тестват иновацията на реални производствени линии. Според изследователите новата технология може да бъде приложена и при други видове соларни клетки.

През месец януари тази година INES и 3Sun постигнаха ефективност от 30,8% за тандемни соларни клетки на базата на перовскит и силиций с два конектора. През март 2022 г. те също така постигнаха ефективност от 24,47% за силициевите хетеропреходни слънчеви клетки с галий