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Tecnología de interconexión tridimensional multi-ribbon para células IBC – pv magazine Latin America

Tecnología de interconexión tridimensional multi-ribbon para células IBC – pv magazine Latin America

La tecnología de interconexión, desarrollada por científicos del instituto de investigación belga Imec, se basa en un tejido tridimensional de encapsulante con ribbons horizontales y verticales recubiertas de soldadura. Los mini módulos solares construidos con la técnica propuesta han proporcionado resultados interesantes en las pruebas de fiabilidad de los ciclos térmicos, mostrando una degradación muy limitada.

Investigadores del instituto de investigación belga Imec han probado una nueva tecnología de interconexión multi-ribbon en 3D en unos pocos módulos de muestra con células solares de contacto trasero interdigitado (IBC) y han descubierto que los módulos no muestran una degradación significativa después de 600 ciclos térmicos y una degradación muy limitada después de 800 ciclos.

“Es la primera vez que la tecnología se implementa en módulos multicelulares con células IBC”, dijo el investigador del Imec Rik Van Dyck a pv magazine. “La tecnología se probó por primera vez utilizando el antiguo e ineficiente Metal Wrap Through (MWT) en 2019 y ahora hemos logrado resultados agradables y fiables y hemos utilizado células de contacto trasero IBC adecuadas para demostrar su potencial”.

La tecnología de interconexión propuesta se basa en un tejido tridimensional de encapsulante con ribbons horizontales y verticales recubiertas de soldadura incorporadas (multi-ribbon), que los científicos etiquetaron como “ribbon de célula a célula” y “busbar-ribbon”, respectivamente. “Estas dos capas están separadas por el encapsulante para proporcionar aislamiento eléctrico entre las diferentes fases eléctricas”, explicaron. “En determinados puntos del tejido, las busbar ribbons se cosen a través del encapsulante, superponiéndose a las ribbons de interconexión entre celdas”.

Según el equipo belga, este solapamiento crea un punto de conexión flotante, que es un tipo de conexión que garantiza que un conector ajuste su punto de conexión cuando la forma se mueve. Cada ribbon de célula a célula tiene un solo punto de conexión con buscar de cada célula vecina, lo que garantiza una menor tensión inducida por el calor y aumenta la fiabilidad de las células. “Al interrumpir los ribbons de célula a célula en lugares específicos, el tejido adquiere un diseño cónico y una cinta puede utilizarse para dos polaridades opuestas, lo que permite ahorrar en el consumo de cobre”, destacó el grupo de investigación.

El proceso combinado de laminación y soldadura utilizado permite soldar los ribbons de barras colectoras directamente en los buscar de la célula sin necesidad de imprimirlas en ella. “Esto reduce potencialmente tanto los pasos de procesamiento como el consumo de material durante la fabricación de la célula, reduciendo aún más el coste del módulo”, afirmaron los investigadores. La técnica debe aplicarse con temperaturas de laminación relativamente bajas y una soldadura de baja temperatura de fusión. “Se requiere cierta adaptación a nivel de metalización de las células, pero las temperaturas de laminación y los pasos utilizados son compatibles con las herramientas de procesamiento actuales para la fabricación de módulos”, añadió Van Dyck.

La tecnología de interconexión se probó en módulos de una y cuatro celdas con láminas de vidrio en la parte delantera y trasera, cada una de ellas con un grosor de 3 mm. Se realizaron ciclos de calentamiento y enfriamiento según la norma IEC 61215 para la fiabilidad de los ciclos térmicos. La prueba demostró que el factor de llenado y la potencia de los dispositivos de una y cuatro células eran relativamente estables, con caídas imperceptibles después de 600 ciclos. “Estos resultados demuestran la fiabilidad del módulo en los ciclos térmicos y la viabilidad del concepto”, añaden los científicos. “También demuestran que el encapsulante puede actuar como aislante estable entre los ribbons y la metalización de las células de polaridad opuesta”. El encapsulante es una olefina termoplástica reforzada con fibra de vidrio.

Los investigadores están adaptando materiales de encapsulación estándar para permitir su proceso de laminación. La tecnología de interconexión propuesta se describe en el artículo “Three-dimensional multi-ribbon interconnection for back-contact solar cells”, publicado en Progress in Photovoltaics.

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