El instituto alemán Fraunhofer ISE, junto a sus socios Asys Group y ContiTech han desarrollado un novedoso sistema de alto rendimiento para la metalización de células solares de silicio y otras aplicaciones de impresión funcional. El sistema es capaz de realizar procesos de recubrimiento de alta precisión utilizando la serigrafía rotativa y la impresión flexográfica con un rendimiento correspondiente de hasta 8000 componentes por hora a escala industrial.
Además de las células solares, el sistema permite la impresión de alta precisión en componentes individuales, por ejemplo, para aplicaciones en el campo de la tecnología de hidrógeno, tecnología de sensores o electrónica de potencia.
El enfoque principal del proyecto de investigación Rock-Star fue la evaluación y desarrollo de métodos de impresión rotativa para la producción de células solares de silicio. Este proyecto se ha completado con éxito con la realización de un nuevo demostrador para el recubrimiento de alto rendimiento de células solares de silicio y otros componentes electrónicos.
El nuevo sistema presenta un sistema de transporte de alto rendimiento recientemente desarrollado, en el que los componentes que se imprimirán, por ejemplo, las células solares de silicio, se transportan en lanzaderas autónomas con alta velocidad y precisión. El novedoso sistema transporta los componentes con velocidades de hasta 600 mm / s y garantiza una impresión de alta precisión, lo que supone un aumento de rendimiento teórico del 100% por línea de producción. "El sistema recientemente desarrollado es una respuesta directa a la necesidad de la industria de tecnologías innovadoras que aumenten significativamente la productividad", explicó Florian Clement, jefe del Departamento de Tecnología de Producción, Estructuración y Metalización en Fraunhofer ISE.
Amplia gama de aplicaciones
Las posibles aplicaciones del nuevo sistema se extienden mucho más allá de la metalización de las células solares de silicio. Si bien la gran mayoría de los sistemas de impresión y revestimiento en el mercado funcionan según el principio de impresión de rollo a rollo y, por lo tanto, se limitan a sustratos basados en la web, este sistema aborda la impresión de alto rendimiento de componentes de carga unitaria, como las células solares, placas de circuito impreso, tarjetas con chip y una multitud de otros componentes con precisión y velocidad previamente desconocidas.
El objetivo del proyecto Rock-Star era evaluar el uso de la impresión rotativa para la producción de células solares de silicio y desarrollar procesos de metalización apropiados. El consorcio del proyecto logró revolucionar un paso de proceso costoso, la metalización frontal y posterior, en la producción de células solares de silicio mediante el desarrollo de procesos de recubrimiento innovadores y conceptos de sistemas.
Dentro del proyecto, se demostró con éxito que la metalización lateral frontal y posterior de células solares PERC (emisor pasivo y contacto posterior) altamente eficientes se puede realizar mediante serigrafía rotativa y flexográfica. "Las células solares PERC metalizadas con serigrafía rotativa logran una calidad y un rendimiento eléctrico similares a las células solares de referencia metalizadas en un proceso de impresión de pantalla plana, sin embargo, abren un mayor potencial para el ahorro de costos debido al rendimiento significativamente mayor ", explicó Andreas Lorenz, de Fraunhofer ISE.
"También pudimos producir los primeros módulos demostradores funcionales que consisten en células solares con metalización impresa rotativa y usando la tecnología SmartWire de conexión para la interconexión de células solares. Vemos un gran potencial en esta tecnología para una amplia gama de aplicaciones, desde la metalización de celdas solares hasta el revestimiento de alto rendimiento de estructuras funcionales para sensores, tarjetas inteligentes, celdas de combustible y otras aplicaciones".
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