Strukturyzacja laserowa modułu CIGS z przezroczystą warstwą ITO

Strukturyzacja laserowa CIGS

Roltec, w ramach projektu SITA, pracuje nad architekturą tandemową modułu opartego na heterozłączu krzemowym oraz CIGS. Gwarancją sprawnej współpracy obu komponentów nowego modułu jest zastosowanie przezroczystego CIGS o maksymalnie szerokiej przerwie energetycznej. W założeniu pozwoli to na przekroczenie 30% dla ogólnej sprawności urządzenia. Na obecnym etapie projektu selekcjonowaliśmy różne materiały warstwy spodniej, które przy zachowaniu wysokiej przezroczystości zapewniały najwyższy uzysk energetyczny. Najlepsze wyniki w testach osiągało ITO (tlenek indu i cyny).

Monolityczne połączenia wzajemne oparte na laserach to jedna z kluczowych technologii w projekcie SITA. Wypracowaliśmy w Roltec najbardziej optymalną metodę strukturyzacji i optymalizacji tych procesów, dzięki czemu z sukcesem przeprowadziliśmy trasowanie P1, P2 i P3. Działania te poprzedziliśmy pogłębioną analizą, w celu doboru najbardziej odpowiednich parametrów dla strukturyzacji (w sytuacji gdy standardowo stosowany w ogniwach CIGS molibden zastąpiliśmy ITO). Najtrudniejszy był proces P3, gdyż wymagał uzyskania dobrych właściwości izolacyjnych bez znaczących zmian w rezystancji upływu ogniwa. Wdrożenie lasera pikosekundowego do strukturyzacji modułów wymagało wyeliminowania problemu uszkodzeń laserowych warstwy aktywnej, jak np. tworzenie się bocznika w pobliżu strefy trasowania (mogącego prowadzić do utraty wydajności modułu).

Projektowanie enkapsulacji ogniwa tandemowego

Dzięki umieszczeniu obu elektrod na tylnej stronie ogniwa krzemowego unika się zakłóceń (utraty energii) na przedniej powierzchni ogniwa krzemowego, gdzie docelowo ma pracować moduł CIGS. Stąd dobór ogniw heterozłączowych (SHJ), o charakterystyce TBC (Tunnel Back Contact) do projektu dwuterminalowego ogniwa tandemowego.

Jednym z zadań Roltec w projekcie SITA jest wybór folii oraz enkapsulacja tandemowych modułów. Wybór właściwego laminatu jest istotny, bo decyduje m.in o szybkości degradacji modułów. W tym kontekście zwykle stosowany do enkapsulacji kopolimer etylenu i octanu winylu (EVA) może przyczyniać się do indukcji niepożądanej degradacji modułów wywołanej procesem korozji. W najbliższym czasie planujemy w Roltec testy enkapsulacji różnych folii: POE (kopolimeru polietylenowego), EVA oraz TPO (termoplastycznego elastomera olefinowego) w celu doboru najlepszego rozwiązania dopasowanego do specyfiki modułu tandemowego.