Ogniwo fotowoltaiczne – ile powinno mieć kontaktów metalicznych?

 

Do czego służą kontakty metaliczne umieszczone na panelach fotowoltaicznych?

 

Funkcja kontaktów

 

Kontakty metaliczne wykonane z pasty srebrowej, znajdujące się na przedniej stronie ogniwa fotowoltaicznego są potrzebne do zbierania ładunków wygenerowanych poprzez ogniwo fotowoltaiczne.

Kontakty dzielą się na dwa elementy, ang. busbars oraz fingers. Własciwie to te cieńsze (fingers) są liniowymi powierzchniami metalizacyjnymi, które zbierają ładunki, a  miedziane taśmy busbarów je odbierają.

 

Ile busbarów powinno mieć ogniwo?

 


Najbardziej popularnym rozwiązaniem jest użycie 2 lub 3 busbarów. Co ciekawe, jeszcze w latach siedemdziesiątych, ogniwa były produkowane z użyciem zaledwie jednego busbara. W przemyśle słonecznym często rywalizują ze sobą dwa aspekty – ceny i sprawności. W tym wypadku jest to również ryzyko zwiększenia zacienienia versus podniesienie sprawności.

Ok. roku 2002 Kyocera oraz Mitsubishi stworzyły ogniwa z 3 busbarami. Mitsubishi zdecydowało się na stworzenie 4 kontaktów metalicznych parę lat później. Dołączył do niego również Canadian Solar. Później Meyer Burger wprowadził rewolucyjną technologię Smart Wire. NPC oraz Meyer Burger mają w ofercie m.in. ogniwa z 4-5 busbarami.

Nowe technologie

Kontakty metaliczne silnie odbijają promieniowanie słoneczne. Istnieją jednak technologie, które pozwalają na uniknięcie tego zjawiska, zatrzymując większość padających promieni, np. rowkowane busbary od 1366 Technologies, Schlenk czy Ulbrich Solar. Może to skutkować nawet podwyższeniem efektywności o 6 W w panelu o mocy 300 W, komentuje GreenTechMedia. Można również przemalować przewody na biało, co odbije część promieniowania w kierunku ogniwa- tak zrobili naukowcy z Uniwersytetu w Stuttgardzie. Warto również wspomnieć, że 3 M oferuje specjalne, powłoki dla ogniw fotowoltaicznych, które mają dodatkowe właściwości antyrefleksyjne.

Innym rozwiązaniem w tej technologii jest użycie okrągłych przewodów zamiast płaskich, co pozwala na redukcję zacienienia. Oczywiście, im większa liczba przewodów, tym większy stopnień zacienienia. Niemniej jednak, więcej busbarów oznacza również mniejszą podatność na mikropęknięcia (o ok. 0,2% mniej przy 5 busbarach) oraz wyższą sprawność ogniw fotowoltaicznych.

Raport GTM pokazał, że zwiększenie ilości busbarów przyczynia się do redukcji ilości zużywanej pasty srebrowej. Ponadto, niektóre firmy próbowały odnaleźć sposób na zastąpienie składu pasty innymi, tańszymi pierwiastkami. Substytutami mogą być z powodzeniem miedź, cyna oraz nikiel. Przykładowo, Roth oraz Rau wprowadził koncepcję stworzenia niklowych busbarów, które obniżyłyby zużycie srebra na etapie produkcji o nawet 70%.