Células solares con láser

Los investigadores de Fraunhofer ISE han desarrollado un nuevo proceso para fabricar contactos de células solares con láser. La nueva tecnología láser ofrece ventajas para determinadas superficies de células solares.

Este nuevo proceso trata de aplicar las pistas conductoras metálicas a las células. El método estándar para esto es la serigrafía. Para ello se utiliza pasta de plata. Hoy en día, la producción de células solares es uno de los mayores consumidores de plata del mundo, de ahí que se hable de plata solar.

Esta es otra razón por la que se investiga intensamente otros metales alternativos, incluso, otros procesos correspondientes para aplicar enlaces de contacto. Por ejemplo, el proceso electroquímico conocido como recubrimiento electroquímico.

Sin embargo, antes de poder utilizar el revestimiento, se debe abrir una capa protectora eléctrica existente. Hoy en día, esto se hace mediante un proceso láser especial que elimina la capa protectora de manera específica y precisa en ciertos puntos.

En las aberturas de contacto creadas de esta manera, el enlace se establece electroquímicamente a partir primero de níquel, luego de cobre y finalmente de plata.

La nueva técnica de células solares con láser

La novedosa técnica trata de emplear aluminio en lugar de níquel. El nuevo proceso LTF para abrir la capa protectora eléctrica y producir los contactos metálicos ofrece varias ventajas sobre el proceso estándar.

Las ventajas de esta técnica es que permite una mayor flexibilidad en la elección de los metales de contacto. Nos referimos al aluminio, el titanio o el bismuto, por ejemplo, también se pueden utilizar en lugar de níquel.

El proceso LTF también ofrece más libertad para el diseño de los enlaces. Además, el proceso de metalización también es adecuado para células solares con capas sensibles a la temperatura. Esto es debido a que no calienta la célula por encima de la temperatura ambiente.

El proceso LTF consta de dos fases: la impresión láser y la creación de contactos

La impresión láser

La primera fase es un proceso de impresión láser directa. Aquí, se transfiere el metal en la disposición deseada del enlace de una película a una celda solar. Es fundamental que las estructuras metálicas transferidas sean muy estrechas para reducir las sombras.

“Con este proceso, pudimos aplicar estructuras metálicas más finas que 5 µm a la superficie de la célula solar en el laboratorio”. Esto es lo que informa Saskia Kühnhold-Pospischil, gerente de proyectos de Fraunhofer ISE.

Las células solares con láser se colocan en un mandril de vacío. Posteriormente, se mueven debajo de una película portadora recubierta de metal, que transfiere el metal a la célula solar. A continuación, la lámina de metal se mueve un poco más automáticamente a través de un sistema de rollo a rollo para poder llevar a cabo la transferencia de metal desde la siguiente celda solar.

Creación de contactos

En la segunda fase del proceso, las estructuras metálicas resultantes se convierten en contactos en la superficie de la célula solar. Esto se hace mediante calentamiento selectivo por láser (LSH). Para ello, se utiliza un láser de Soliton / Advalue con una longitud de onda que solo es absorbida por el metal transferido, pero no por el silicio de abajo. De esta manera, el silicio permanece intacto. Esto a su vez es ventajoso para altas eficiencias de células solares. Ambos pasos del proceso se pueden llevar a cabo de forma totalmente automática y alineados con precisión a unos pocos micrómetros en el nuevo sistema LTF.

Fuente: Fraunhofer ISE

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