近期，德國弗勞恩霍夫太陽能研究所（Fraunhofer ISE）的科學家們開發(fā)出了一種新的激光技術(shù)，它可以減少太陽能電池板生產(chǎn)中使用的銀量，并使用薄鋁箔實現(xiàn)極高的組件效率。
在這項被稱為“FoilMet”的新技術(shù)中，F(xiàn)raunhofer ISE的研究人員使用一層薄薄的鋁箔將相鄰的太陽能電池連接在一個模塊中。該團隊觀察到，這一過程中，每片晶硅電池的連接過程不到十分之一秒。科學家們使用一種獨特的激光微焊接機制將鋁膜連接到導體路徑上，同時將其連接到中間區(qū)域的氮化硅表面。
由于不需要使用導電粘合劑（電膠）或焊接技術(shù)來連接電池，這種使用激光鋁箔的連接方案節(jié)省了資源——白銀消耗量減少了30％。而且由于薄膜和電極之間的接觸電阻非常低，在太陽能模塊部分的實驗中產(chǎn)生了更高的效率。目前，該團隊也已成功實現(xiàn)使用鋁作為含鉛焊料或銀粘合劑的銅連接器的潛在替代品。
據(jù)介紹，實驗中采取的組串設(shè)計是彎曲的。機械柔性連接不僅可以實現(xiàn)串的靈活彎曲設(shè)計，還可以作為疊瓦電池布置，以實現(xiàn)最大的組件效率。
當下，全球研究人員正致力于研究銀在太陽能組件制造中的使用及帶來相關(guān)問題——銀的使用引發(fā)了人們對太陽能電池互連的擔憂。Fraunhofer ISE科學家在他們的模塊中部署的固體機械粘附力超出了金屬箔的潛力，激光鋁箔幫助團隊在瓦片結(jié)構(gòu)中建立了相互連接，其中太陽能電池在相互靠近的同時形成了輕微的重疊。
總體而言，根據(jù)Fraunhofer ISE科學家的說法，“FoilMet”技術(shù)對于大規(guī)模生產(chǎn)太陽能組件具有成本效益，可以保持更高的效率。
Fraunhofer ISE的結(jié)構(gòu)和金屬化主管Jan Nekarda指出：“我們技術(shù)的亮點在于——由于電阻低，它提升了模塊效率和美觀度。瓦片結(jié)構(gòu)結(jié)合非常高的機械靈活性的連接，注定成為集成光伏的一種成功的小眾應(yīng)用。另一方面，成本和材料節(jié)省的巨大潛力，使這一過程對光伏大眾市場來說更加有意義。”
全球各地的研究人員正在進行實驗，以發(fā)現(xiàn)太陽能組件中銀的潛在替代品。畢竟，像銀、銦和鉍這樣的金屬在地球上是稀缺的。根據(jù)新南威爾士大學光伏可再生能源與工程學院（SPREE）研究人員的一份報告，這種稀缺性很可能阻礙數(shù)太瓦規(guī)模的光伏可持續(xù)生產(chǎn)。
2022年2月，F(xiàn)raunhofer ISE科學家就與Fraunhofer硅光伏中心和德國太陽能模塊回收商Reiling GmBH的研究人員合作，開發(fā)了一種回收廢棄太陽能模塊的方法。最終，科學家團隊將回收硅制成的晶圓制成PERC太陽能電池，其轉(zhuǎn)換效率為19．7％。
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