D’après pv magazine international.
Une équipe de recherche dirigée par le centre de recherche allemand Forschungszentrum Jülich GmbH a proposé de recourir au collage direct de fils (DWB) pour interconnecter à basse température des cellules solaires à hétérojonction (HJT) à l’aide de fils de cuivre (Cu) déposés sur la face avant.
« Notre étude a démontré la connexion de fils de Cu bon marché sur des cellules solaires HJT en tant qu’électrodes avec de la pâte conductrice appliquée en pastilles discrètes pour remplacer la métallisation traditionnelle et le processus d’interconnexion », ont déclaré les scientifiques. « La pâte utilisée dans cette structure est durcie à basse température pendant le processus de laminage, ce qui la qualifie pour les cellules solaires à hétérojonction et les cellules solaires tandem pérovskite-silicium. »
Dans l’article intitulé « Silver reduction through direct wire bonding for Silicon Heterojunction solar cells », récemment publié dans Solar Energy Materials and Solar Cells, l’équipe de recherche explique que toutes ses expériences ont été menées sur des cellules solaires commerciales à hétérojonction sans métallisation M2+ d’une longueur de 156,75 mm et d’un diamètre de 210 mm. Les dispositifs ont été sérigraphiés avec une disposition de métallisation à 0 barre omnibus comprenant 250 doigts sur la face arrière et 96 doigts sur la face avant. Les cellules ont été découpées en carrés de 5 cm × 5 cm à partir du bord, en ne laissant que trois bords non passivés.
Pour la face avant de la cellule, ils ont utilisé des fils de cuivre d’un diamètre de 30 μm, la pâte de cuivre recouverte d’argent étant utilisée en « minuscules » points le long des fils. « Après avoir connecté six fils de tabbing Cu de 250 μm de diamètre revêtus de fils de soudure à basse température avec un pas de 8,28 mm pour le contact arrière, la cellule est laminée dans un module d’une taille de 20 cm × 20 cm à 150 C pendant 1 060 s, au cours de laquelle la pâte est recuite », ont-ils précisé.
L’équipe de recherche a ensuite fixé trois rubans de Cu revêtus d’argent d’une largeur de 1 mm aux barres omnibus imprimées des cellules au moyen d’un adhésif conducteur d’électricité distribué en points avec un pas de 1,65 cm.
Les cellules construites selon cette architecture ont été testées dans une série de simulations et la résistance de ligne du fil de Cu s’est avérée six fois inférieure à celle d’un doigt en argent et 13 fois inférieure à celle des doigts en pâte de Cu revêtue d’argent, ce qui, selon les universitaires, garantit le transport du courant sur de plus longues distances. « En combinant les avantages de la pâte de cuivre revêtue d’argent aux points de contact et la résistance de ligne plus faible des fils de cuivre, le DWB est prometteur pour atteindre des performances comparables aux méthodes traditionnelles de métallisation et d’interconnexion », ont-ils souligné.
Leur analyse a également montré qu’un module solaire construit avec les cellules solaires présentées atteignait un rendement de conversion d’énergie de 20,19 %, contre 20,43 % pour un panneau de référence construit avec six fils de tabulation conventionnels sur la face avant.
Malgré un rendement légèrement inférieur, la configuration cellulaire proposée offre des avantages considérables en termes de consommation de pâte, les scientifiques affirmant qu’elle est comparable à celle des modules équipés de la solution 0BB la moins utilisée. « Toutefois, le DWB permet de réaliser des économies supérieures en éliminant le besoin de matériaux d’interconnexion », concluent-ils.
Traduit par Marie Beyer.
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