Hogyan alakulnak ki a repedések?

Angol tudósok a napelemek repedéseinek kialakulását vizsgálták és megállapították, hogy az összekapcsoláshoz szükséges forrasztás során a nagyon magas hőmérséklet a vezető oka a repedéseknek. Megállapításaik segítenek majd a modulok megbízhatóságának jövőbeli kutatásában és a repedések kialakulásának előrejelzésében.

A Wolverhamptoni Egyetem tudósai egy kutatást végeztek a napelem cellák repedéseivel kapcsolatban és, hogy a különböző cella összekapcsolási módszerek hogyan befolyásolják ezt.

Az iparban már régóta köztudott, hogy repedések a cellák forrasztása következében keletkezhetnek. Az érzékeny cella rétegeket 200°C-t meghaladó hőmérsékletnek teszik ki és hűtés közben a fémek jobban összehúzódnak, mint a szilícium, ez vezet a repedéshez.

Különböző stratégiák állnak rendelkezésre ezen repedések mértékének csökkentésére, de a cella repedések továbbra is komoly problémát jelentenek a teljes napelem piac számára. Ezek a repedések, melyek a gyártás következtében keletkeztek, gyakran teljesen észrevehetetlenek az elején, majd idővel nőnek és befolyásolhatják a panel teljesítményét.

Új összekapcsolási módszerek

Napelem gyártó cégek manapság egyre több, különböző összekapcsolási módszereket alkalmaznak. Ez annak a törekvésnek a része, hogy minimalizálják vagy kiküszöböljék a problémás anyagokat a panelekből, például az ólom és az ezüst felhasználását, valamint lehetővé tegyék az olyan új cellatechnológiák használatát is, mint például a heterojunkció, amelyeket a termelés során nem lehet 180 C feletti hőmérsékletnek kitenni anélkül, hogy súlyos károk keletkeznének a cellákon. Ez ismét bizonytalanságot okoz a cellák repedése körül.

A Wolverhamptoni Egyetem kutatói megvizsgálták, hogy az összekapcsolási folyamat különféle paramétereinek megváltoztatása hogyan befolyásolja a repedések kialakulását. Ezek között voltak a különböző forrasztási vastagságok, szalagszélességek, ezüst és réz mennyiség.

Eredményeiket a „Crack initiation and growth in PV module interconnection” cimű tanulmányban, a közelmúltban kiadott a Solar Energy lapban mutatják be. A csoport megállapította, hogy az elülső oldal(ezüst) repedései gyorsabban növekednek, mint a hátsó részé (réz), és hogy a vastagabb forrasztóbevonat (ezüst vagy réz), valamint a szélesebb cellás összekapcsolások is mind repedésveszélyesek.

A csoport szerint ezek a kutatások elősegítik az új módszerek fejlesztését, és arra is rávilágít, hogy a gyártóknak felül kell vizsgálniuk az alkalmazott gyártási folyamatokat.

Forrás: www.pv-magazine.com