Celle solari a prova di rottura
Le continue riduzioni del costo delle celle FV di silicio cristallino vengono compromesse dai danni causati dallo stress termico. Questo stress avviene nel punto di interfaccia tra i sempre più sottili wafer di silicio e il nastro FV. Quest’ultimo è un conduttore di rame stagnato istallato nei pannelli solari, saldato direttamente sul silicio cristallino per collegare le celle solari. Per risolvere il problema delle celle FV danneggiate, i ricercatori hanno avviato il progetto SOLARSOFT(si apre in una nuova finestra) (“Development of ultra soft copper conductors for crystalline silicon solar photovoltaic applications”), finanziato dall’UE. I membri del progetto hanno sviluppato un conduttore in rame di elevata purezza che, in termini di costi, è allo stesso livello delle forme convenzionali di produzione energetica. I partner di SOLARSOFT hanno creato modelli dello stress prodotto durante la saldatura del rame stagnato al silicio e della deformazione a freddo e della ricottura del rame. Un altro modello è stato usato per mostrare gli effetti della ricottura al plasma su una dimensione del grano di rame quantitativamente sufficiente per definire le variabili della lavorazione. Si è scoperto che una dimensione del grano di circa 70 micrometri per il rame non poroso fornisce la necessaria tensione di snervamento minima del materiale. Per questo i partner del progetto hanno studiato veloci processi di ricottura che potrebbero realizzare tali dimensioni del grano a una velocità idonea dal punto di vista commerciale. Il lavoro del progetto ha incluso lo sviluppo del prototipo di una nuova macchina per la ricottura al plasma. Il processo di stagnatura era privo di sostanze chimiche e senza fondente. L’analisi del prodotto inziale ottenuto dal prototipo ha mostrato che il materiale sottoposto a ricottura possedeva una tensione di snervamento inferiore a 50 MPa. Tuttavia, la tensione di snervamento aumentava a oltre 60 MPa durante la stagnatura e la bobinatura. Un controllo più rigido sulla composizione del bagno di stagno e sulla temperatura di entrata del rame ha eliminato l’indurimento con bobine più grandi e sistemi di raccolta usato per ridurre quella fonte di indurimento. Il successo di SOLARSOFT dovrebbe consentire all’industria solare europea di competere in modo più efficace con i principali attori globali fornendo un prodotto più economico, pulito ed avanzato. Inoltre, esso può agevolare la decentralizzazione dei dispositivi di produzione dell’energia e attenuare la congestione sulla rete elettrica promuovendo l’uso del fotovoltaico.
