Ученые из ООО "Научно-технического центра тонкопленочных технологий в энергетике" (НТЦ ТПТ) и Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" разработали технологию, которая позволила при производстве контактной сетки в отечественных серийных солнечных панелях отказаться от использования серебра в пользу меди.
"Контактная сетка - это один из ключевых элементов систем солнечной энергетики. Она служит для сбора электрического заряда с поверхности кремниевых элементов. Предложенная нами технология создания контактной сетки из меди позволила существенно снизить ее себестоимость. Кроме того, солнечные панели, созданные с применением нашего подхода, обладают гораздо большей прочностью, что, в частности, необходимо при использования солнечных элементов для энергообеспечения космических аппаратов", - рассказал научный сотрудник кафедры Фотоники СПбГЭТУ "ЛЭТИ", сотрудник НТЦ ТПТ Артем Владимирович Кочергин
Исследователи разработали технологическую последовательность формирования контактной сетки на поверхности фотоэлектрического преобразователя, которая полностью выполнена из меди (Cu). Данный элемент имеет схожие параметры проводимости и плотности по сравнению с серебром, при этом его стоимость на два порядка ниже. Кроме того, в силу физических свойств элементы сетки из Ag имеют пористую структуру, поэтому она характеризуется большей хрупкостью, чем аналоги из Cu.
Создание предварительного рисунка для размещения контактной сетки на фотоэлектрическом преобразователе производилось с помощью метода струйной печати. Затем на этот "трафарет" наносились медные элементы с помощью метода электрохимического осаждения. Для достижения наилучших характеристик изделия подход был отработан на лабораторных образцах размером 4х4 см. После чего ученые смогли перенести технологию создания медной контактной сетки на полноразмерный серийный фотоэлектрический преобразователь и фотоэлекторический модуль, собранный из таких ФЭП.
Образцы фотоэлектрического модуля подвергались испытаниям при высокой температуре и влажности (1 тыс. часов при 85 градусах и 85-процентной влажности), а также термоциклировании (200 термоциклов от минус 40 до 85 градусов). По итогам испытаний мощность фотоэлектрических преобразователей с медной контактной сеткой снизилась менее чем на 5%. Результаты этих испытаний показал, что солнечные панели могут использоваться в течение 25 лет. Эксперименты проводились на базе ООО "НТЦ ТПТ".
"По нашим оценкам, внедрение технологии по созданию медной контактной сетки на отечественном заводе по производству фотоэлектрических ячеек "ЭНКОР" при производственной мощности в 1 ГВт приведет к экономии средств в размере 2 млрд руб. в год", - заявил Артем Кочергин.
Технология, разработанная исследователями, запатентована (Патент RU 2 813 103 С1 "Фотоэлектрический модуль и способ его изготовления").
Источник: