Odporne na pęknięcia ogniwa słoneczne W ramach finansowanego przez UE projektu z powodzeniem opracowano nowy proces produkcji taśmy fotowoltaicznej (PV), umożliwiający szybkie wytwarzanie miękkich taśm PV bez udziału chemikaliów. Sposób ten zdecydowanie ogranicza pękanie ogniw słonecznych. Energia © Thinkstock Ciągła redukcja kosztów ogniw PV na bazie krzemu krystalicznego nie przynosi efektów ze względu na uszkodzenia spowodowane naprężeniami termicznymi. Następują one na powierzchni międzyfazowej pomiędzy coraz cieńszymi płytkami krzemowymi a taśmą PV. Ta ostatnia jest ocynowanym przewodem miedzianym instalowanym w panelach słonecznych, przylutowanym bezpośrednio do warstwy krzemu krystalicznego, aby łączyć wzajemnie ogniwa słoneczne. Aby rozwiązać problem uszkodzonych ogniw PV, naukowcy zainicjowali finansowany przez UE projekt "Development of ultra soft copper conductors for crystalline silicon solar photovoltaic applications" (SOLARSOFT). Członkowie projektu opracowali wysokiej czystości przewód miedziany, który pod względem kosztów nie różni się od konwencjonalnych form wytwarzania mocy. Partnerzy projektu SOLARSOFT wygenerowali modele ukazujące naprężenie powstające podczas lutowania ocynowanej miedzi do krzemu oraz odkształcanie na zimno i wyżarzanie miedzi. Do ukazania skutków wyżarzania plazmowego na próbkę miedzi wielkości ziarna, wystarczającą ilościowo, by zdefiniować zmienne procesu, wykorzystano inny model. Okazało się, że ziarno nieporowatej miedzi wielkości około 70 mikrometrów zapewniło wymagane niskie naprężenie próbne materiału. Partnerzy projektu zbadali procesy natychmiastowego wyżarzania, które pozwoliłyby uzyskać tak duże wielkości ziarna w komercyjnie opłacalnym tempie. Prace w ramach projektu obejmowały nowy prototyp pieca do wyżarzania plazmowego. Proces cynowania odbył się bez udziału chemikaliów i bezstrumieniowo. Analiza produktu początkowego uzyskanego z prototypu wykazała, że naprężenie próbne materiału wyżarzonego wyniosło poniżej 50 MPa. Granica plastyczności z kolei, podczas cynowania i cewienia, wzrosła powyżej 60 MPa. Większa kontrola składu kąpieli cynowej i temperatury wejściowej miedzi zlikwidowały twardnienie, a zastosowanie większych szpul i systemów szpul odbiorczych również przyczyniło się do usunięcia źródła twardnienia. Sukces projektu SOLARSOFT powinien pomóc europejskiemu przemysłowi ogniw słonecznych efektywnej konkurować z głównymi światowymi podmiotami w tej branży, dostarczając tańszy, czystszy i bardziej zaawansowany produkt. Ponadto przyczyni się on do decentralizacji urządzeń do wytwarzania energii i zmniejszy nacisk na sieci energetyczne, promując zastosowanie ogniw PV. Słowa kluczowe Ogniwa słoneczne, krzem krystaliczny, taśma PV, przewód miedziany, zastosowania fotowoltaiczne
