Французские ученые из Национального института солнечной энергетики (INES) разработали новую технологию соединения фотоэлектрических модулей. Она позволяет снизить расход серебра в гетеропереходных солнечных панелях на 26 %. Достичь таких показателей удалось за счет применения токопроводящего клея с низким содержанием серебра и лент из меди, покрытых специальным проводящим слоем.
Технология заключается в замене серебряной металлизации солнечных элементов на серебряно-медную пасту. Благодаря этому общий расход серебра в модуле сократился до 14 миллиграммов серебра на ватт мощности (14 мгAg/Вт).
Исследователи протестировали 3 вида клея и установили, что составы с пониженным содержанием серебра превосходят прежние поколения как по надежности, так и по эффективности работы модулей. Для проверки новой технологии ученые изготовили тестовые модули из 8 половинок ячеек на основе гетеропереходных солнечных элементов (HJT). Эти элементы были созданы из кремниевых пластин типа n по технологии Чохральского. Для сборки модулей использовали эластомерный полиолефиновый герметик (POE).
При нанесении слоев солнечного элемента исследователи отказались от трафаретной печати и применили метод нанесения через специальные шаблоны. Это повысило стабильность качества покрытия при повторных нанесениях.
Испытания модулей проходили согласно международному стандарту IEC 61215, в условиях влажного тепла и термических циклов старения. Ученые измеряли электрические параметры модулей после 100, 200, 400 и 600 термоциклов. Основное внимание они уделили коэффициенту заполнения и электролюминесцентному анализу, чтобы выявить возможные ухудшения контактов и увеличение сопротивления.
Результаты испытаний показали, что модули с серебряной металлизацией демонстрируют деградацию ниже 2 % после 3000 часов влажного тепла. При замене серебра на медь первые признаки повреждений появляются после 2000 часов. По словам авторов, эти показатели сопоставимы с результатами для полностью серебряных модулей.
В будущем специалисты INES планируют провести детальный экономический анализ новой технологии совместно с промышленными партнерами. Реализация разработки потребует взаимодействия с европейскими производителями оборудования и материалов для солнечных модулей. Ученые уже начали сотрудничество с итальянской компанией 3Sun, чтобы испытать инновацию на реальных производственных линиях. По словам исследователей, новая технология может применяться и в других типах солнечных элементов.
