El cobre gana a la plata: Fraunhofer ISE desarrolla células TOPCon con una eficiencia del 24% y un ahorro del 90% en el consumo de plata

La industria solar ya representa el 10 por ciento del consumo mundial de plata. Con el fin de reducir los requisitos y costos de la plata, los investigadores del Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar ISE están desarrollando materiales y procesos alternativos para la metalización de células solares. Las células solares industriales TOPCon, que se metalizaron con contactos galvánicos de níquel/cobre/plata, lograron una mayor eficiencia que sus contrapartes con contactos de plata impresos, ahorrando más del 90 por ciento del consumo de plata.

Como parte de dos proyectos financiados por el Ministerio Federal de Economía y Clima BMWK (anteriormente BMWi), un equipo de investigación de Fraunhofer ISE metalizó células solares bifaciales TOPCon con contactos galvánicos de níquel/cobre/plata. El objetivo era reemplazar los contactos de plata de las células solares con cobre, que está más disponible y es unas 100 veces más barato. El cobre electro-depositado también es compacto y altamente conductivo.

Los investigadores alcanzaron una eficiencia máxima del 24 por ciento y, por lo tanto, fueron un 0,5 por ciento más altas que las celdas de comparación metalizadas con serigrafía plateada por el socio de la industria. Gracias a la combinación de níquel, cobre y plata, redujeron el consumo de plata en más del 90 por ciento en comparación con los contactos de plata impresos en las células solares metalizadas.

Esto es posible, entre otras cosas, por la reducción de la apertura del contacto del láser a un ancho de hasta 5 µm. "Incluso en la producción industrial, esta metalización galvánica permite ahorros significativos de plata sin tener que comprometer la eficiencia", dice el director del proyecto, Sven Kluska.

En el proyecto, se probó la idoneidad industrial de los procesos desarrollados en Fraunhofer ISE para la metalización galvánica en sistemas de Rena Technologies GmbH. Ambos socios ahora están trabajando en un proyecto de seguimiento sobre la optimización de procesos para aumentar aún más la eficiencia y el desarrollo adicional de la tecnología del sistema.

Además de las células solares TOPCon, Fraunhofer ISE también está desarrollando un proceso de metalización de cobre galvánico para la igualmente prometedora tecnología de células solares de heterounión de silicio (SHJ). Esto se transferirá a la producción a través del proyecto derivado PV 2+.