フラウンホーファーISEファインラインスクリーン印刷メタライゼーションにより、銀が30%削減

- Sep 10, 2019-

ソース:fraunhofer

 

 Innovative Fine-Line Screen Printing Metallization Reduces Silver Consumption for Solar Cell Contacts

 

フライブルクのフラウンホーファー太陽エネルギーシステム研究所ISEの太陽光発電技術評価センターPV-TECの科学者は、プロジェクトパートナーとともに、シリコン太陽電池の細線メタライゼーションの従来のスクリーン印刷プロセスの改善に成功しました。 特別に開発された細線スクリーンを使用して、プロジェクトチームは、わずか19 µmの幅と18 µmの高さの接触フィンガーを1回の印刷ステップで作成することができました。 つまり、必要な銀の量が最大で30%少なくなり、製造コストが大幅に削減されます。

 

シリコン太陽電池は、光照射によって半導体材料で生成された電気エネルギーを運ぶために、前面と背面の金属電極に依存しています。 このため、通常、フラットスクリーン印刷プロセスを使用して、セルの前面に微細な接触グリッドを印刷します。 このグリッドは、アクティブセルの表面が光にさらされるのをできるだけブロックせず、太陽電池の直列抵抗を低く保つのに十分な導電性でなければなりません。 スクリーン印刷プロセスの技術的課題は、良好な横方向の導電性のために十分な高さの可能な限り狭い連続接触フィンガーを作成することにあります。 極細のコンタクトフィンガーを印刷するには、スクリーン印刷のメタライゼーションプロセスを完全にマスターすることに加えて、高度に設計された特殊なスクリーンとメタライゼーションペーストを使用する必要があります。

 

細線スクリーン印刷メタライゼーションの業界パートナー、特にスクリーンメーカーKoenen GmbHとMurakami Co. Ltd.、およびスクリーンケミカルサプライヤーKissel + Wolf GmbHと協力して、接触指の幅を小さくすることに成功しました。現在の業界標準と比較して30〜40%の削減です」とDr.-Ingは説明します。 フラウンホーファーISEの印刷技術グループのプロジェクトマネージャー、アンドレアス・ローレンツ。 革新的なファインメッシュスクリーンは、2つの独立したテストシリーズで、不動態化されたエミッタとリアコンタクト(PERC)太陽電池のメタライゼーションに使用されました。 このようなスクリーンを使用すると、1回の印刷ステップで幅がわずか19 µm、高さが18 µmのコンタクトフィンガーを作成できました。 コンタクトフィンガーは非常に細いだけでなく、電気的特性も優れています。 特に8〜15個のバスバーとのマルチバスバー相互接続などの新しいテクノロジーを使用してモジュールに統合すると、接触フィンガーの電力損失を大幅に削減できます。 これらの新たに開発されたスクリーン印刷プロセスは、約30 µmのコンタクトフィンガー幅を持つ現在の業界標準と比較して、最大30%少ない銀を必要とします。

 

実験の一環として、PERC太陽電池は最適なスクリーンパラメーターを使用して金属化されました。 太陽電池で使用できるバスバーの数に関する制限のため、24 µmの公称フィンガー幅が選択されました(この場合は5)。 このテストシリーズで最高のPERC太陽電池は、h = 22.1%の効率を達成しました。

 

細線メタライゼーションに高度に設計されたスクリーンおよびペーストシステムを使用すると、近い将来、工業規模でほとんど目に見えない接触フィンガーを備えた太陽電池の製造を開始できる可能性があります。 フラウンホーファーISEの構造化および金属化部門の生産技術部長であるフロリアンクレメント博士は、次のように述べています。

 

これらのテストシリーズの結果は、フランスのマルセイユで開催される第36回EU PVSECと、中国西安で開催される第29回PVSECの2つのPV会議で発表されます。

 

ファインラインスクリーン印刷プロセスの開発に焦点を当て、研究者がこれらの結果を部分的に達成した共同プロジェクト「FINALE」は、ドイツ連邦経済エネルギー省BMWiによって資金提供され、業界パートナーKoenen GmbHと共同で実施されました。 、Kissel + Wolf GmbHおよびWickon Hightech GmbH。

 

ここに示されているさらに細かいスクリーン印刷の結果は、Murakami Co. Ltd.とFraunhofer ISEの協力により実現されました。