Německý výzkumný ústav ISC Konstanz vyvinul novou metodu měření přechodového odporu propojení solárních článků vyrobených pomocí elektricky vodivých lepidel (ECA). Navrhovaný přístup údajně umožňuje přesnou charakterizaci jak kontaktního odporu, tak objemového odporu. Vědci z International Solar

Německý výzkumný ústav ISC Konstanz vyvinul novou metodu měření přechodového odporu propojení solárních článků vyrobených pomocí elektricky vodivých lepidel (ECA). Navrhovaný přístup údajně umožňuje přesnou charakterizaci jak kontaktního odporu, tak objemového odporu.

Vědci z International Solar Energy Research Center Konstanz (ISC Konstanz) v Německu vyvinuli novou metodu měření kontaktního odporu propojení solárních článků vyrobených pomocí elektricky vodivých lepidel (ECA).

ECA se vyrábí z adhezivních polymerů s vloženými kovovými částicemi plniva, jako je stříbro. Mohou se použít v solárních FV konstrukcích založených na propojení pásek, šindelů a vodivých zadních vrstev. Mohou se také použít při výrobě křemíkových heteropřechodů (SHJ) a tandemových perovskit-křemíkových článků.

Přesná charakterizace kontaktního i objemového odporu

Navrhovaný přístup údajně umožňuje přesnou charakterizaci jak kontaktního odporu, tak objemového odporu. „Lepší měření lepení ECA umožňují optimalizaci složení materiálů ECA, například použitím většího či menšího množství plniva. A nebo taky použitím různých tvarů plniva nebo nanesením různých geometrií materiálu ECA na lepené povrchy,“ řekl Daniel Tune, vedoucí tandemů skupiny. Takové úpravy ECA jsou relevantní pro snahy o snížení výrobních nákladů bez negativního ovlivnění výkonu.

Vědci vysvětlili, že dvě elektrická měření důležitá pro optimalizaci použití ECA jsou kontaktní odpor a objemový odpor. Objemový měrný odpor lze snadno změřit, ale měření kontaktního měrného odporu se stalo obtížnější. A to proto, protože vypočtené hodnoty měrného odporu mohou silně záviset na vzorcích a podmínkách přípravy. Což ztěžuje porovnání prototypů v jiných laboratořích nebo jinými týmy.

„Nyní lze obě měření odporu napříč širokou škálou vzorků zachytit pomocí metody ISC. Ta kombinuje jak vyhrazenou jednotku měření, tak návrh vzorku s novými algoritmy pro extrahování správných hodnot odporu z datových sad sestávajících ze stovek jednotlivých měření,“ vysvětlil Tune.

Na dotaz ohledně přenosu charakterizační technologie ECA Tune řekl, že měření se v současnosti nabízejí jako služba průmyslu. A tým tak pracuje na hledání partnerů pro komercializaci.

Ukázka technologie charakterizace se popsala ve studii „Efekty zvyšujícího se zatížení výplní na kontaktní odpor propojů na bázi stříbrem epoxidových vodivých lepidel a stříbrných metalizačních past“. Publikované nakladatelstvím Progress in Photovoltaics.

Propojení a optimalizace elektricky vodivých lepidel

Výzkum ukázal, jak optimalizace parametrů objemového i kontaktního měrného odporu umožnila „významné“ snížení stříbra při zachování „podobné“ úrovně výkonu produktu. Příspěvek se stal výsledkem spolupráce výzkumníků z ISC Konstanz, Anhaltské univerzity aplikovaných věd a Fraunhoferova centra pro křemíkovou fotovoltaiku (CSP).

„Naším cílem bylo vyvinout metodu pro reprodukovatelné a spolehlivé měření kontaktního odporu kovových rozhraní ECA. A byli jsme si jisti, že se správným nastavením měření a statistickým zpracováním by to mělo být možné,“ řekla vedoucí studie Maria Ignacia Devoto Acevedo.

„Toto je skvělý příklad toho, jak může nová technika měření základních vlastností materiálového systému odhalit komerčně důležité vektory ve výzkumu a vývoji materiálů, které byly dříve neznámé nebo známé pouze na kvalitativní bázi,“ uvedl Tune.

Zdroj: pv-magazine, Vapol