Solar hücre bus bar iletkeni maddesi meteryali

[atakale]

Geleneksel silikon solar hücrelerinin ve arka kısmına basılmış ince dikdörtgen şekilli şeritlerle elektrik iletkenliği sağlamak için metalize edilir. Bu ön ve arka kontak şeritlerine baralar veya bus bar denir; Solar hücre baraların basit ama önemli bir amacı vardır: Gelen fotonlardan solar hücre tarafından üretilen doğru akımı iletirler.
Genellikle güneş hücre baraları gümüş kaplı bakırdan yapılır. Gümüş kaplama, akım iletkenliğini arttırmak (ön taraf) ve oksitlenmeyi azaltmak (arka taraf) için gereklidir.
Baralara dik olarak, baraya bağlanan, kontak parmakları veya basitçe çizgiler olarak da adlandırılan metalik ve süper ince ızgara çizgileri bulunur.
İnce bu yollar üretilen akımı toplayıp baralara iletir. Sekme kabloları, bir dizi hücreyi bağlamak ve böylece bir hücre dizisinin elektrik akımını toplamak için baralara lehimlenir.
Sekme kablolu hücre dizileri kümeleri, veri yolu kabloları ile paralel olarak bağlanır ve bu daha sonra tüm hücrelerden gelen kümülatif gücü bağlantı kutusuna iletir.
Temel olarak, geleneksel bir güneş hücre yüzeyi, bu ince, akım toplayan ve ileten iletken çizgiler ve akımı ileten baralardan oluşan bir ızgara ile karakterize edilir. Bu kontaklar (baralar ve çizgiler ), solar enerji üretimiyle ilgili bu çizgiler serigrafi adı verilen bir teknoloji aracılığıyla yüzeye basılıyor.
Geleneksel güneş hücre tasarımı ve üretiminde anahtar, bara ve iletken çizgiler direnci kayıpları ile gölgeleme ve yansıma kayıpları arasında optimum bir denge kurmaktır; bunlardan ilki, çok az metalik kontak kullanılması nedeniyle aralarında daha büyük mesafeler yaratılmasından kaynaklanır, ikincisi ise gölgeleme ve yansıma kayıplarıdır. Hücre yüzeyinde çok fazla temas olması temel olarak ışığın güneş hücresine girmesini engeller.
Bu konuda önemli parametreler baraların yüksekliği ve genişliği, çizgilerin genişliği, çizgiler ile baralar arasındaki boşluklar ve metal türü ve kalitesidir.
Bara malzemesi – maliyet azaltma
Çoklu baralı ve barasız tasarımlar performansı ve güvenilirliği artırmaya odaklanırken, diğer yaklaşımlar öncelikle çizgi bara tasarımlarında olduğu gibi baraların maliyet düşürücü gümüş metalizasyonunu en aza indirerek malzeme maliyetlerinin azaltılmasına odaklanır
Şu anda desteklenen bir başka teknoloji, güneş hücresi metalizasyonu için gümüşün tamamen kalay veya nikel gibi alternatif malzemelerle değiştirilmesidir. Birkaç yıl önce, şu anda Meyer Burger'in bir parçası olan Alman Roth & Rau, hem ön hem de arka taraftaki metalizasyon için nikel baraları piyasaya sürerken, Alman Fraunhofer Güneş Enerjisi Sistemleri Enstitüsü (ISE) bakır bazlı metalizasyon üzerine araştırmalar yürütüyor.
Çizgi desenli baralar
Endüstri son yıllarda geleneksel tam hatlı baralara göre daha uygun maliyetli bir alternatif ortaya çıkardı: pahalı gümüş macunun kullanımını azaltan çizgi desenli baralar. 3 çizgili, 5 çizgili, 6 çizgili ,10,12,ve hatta 16 çizgili baralar gibi çeşitli tipte çizgi hatlı baralar mevcuttur.
Maliyet düşüşleri genellikle uzun vadeli kalite ve güvenilirlik düşüşleriyle el ele gittiğinden, bu aynı zamanda çizgi desenli bara buluşları için de gözlemlenebilir.
Araştırmalar, çizgi desenli baraların potansiyel çatlamaya ve güç bozulmasına daha yatkın olduğunu göstermiştir; bu sorunlar, çizgilerinin sayısıyla birlikte artar, termal gerilim bir baranın köşelerinde birikir ve çatlama meydana gelir ve dolayısıyla çizgi sayısıyla birlikte artar.
Sekme teli optimizasyonu: yuvarlak teller ve renkli teller
Güneş pillerinin performansını optimize ederken sekme kabloları da iyileştirme için yer sunar. Bu iyileştirmelerden biri, dikdörtgen şekilli tellerle karşılaştırıldığında, daha az alan nedeniyle daha az gölgeye sahip olan yuvarlak tırnaklı tellerin kullanımını içerir.
Renkli sekmeli tellerin kullanımının öncelikle estetik nedenleri vardır ve araştırmacıların yanı sıra üreticiler de bu konuda güneş modüllerinin genel görsel görünümünü iyileştirecek çözümler üretmişlerdir.
Bunun bir örneği, tamamen siyah bir modül oluşturmak için siyah şerit teli kullanan, Perlight Solar'ın p-tipi mono hücreli Tamamen Siyah solar PV modülleridir.
Güneş panellerinin yapımının maliyeti son yıllarda oldukça düştü, ancak içlerindeki gümüş içeriğinin sürekli kullanımı metale olan talebi artırdı. Dolayısıyla fiyatların oldukça yükselip düştüğünü görüyoruz ve panel üreticilerini endişelendiren de bu belirsizlik. Güneş PV panellerine olan genel küresel talebin öngörülebilir gelecekte artması beklenirken, panel üreticileri panellerinden mümkün olduğu kadar çok gümüş elde etme arayışındalar. Çoklu bara yaklaşımı bu konuda yardımcı olabilir.
Gümüş Kullanımı
Sıradan bir hücrenin ön kısmında çok ince kablolar bulunur. Aslında bu "teller", en sevdiğiniz tişörtün tasarımını yapmak için kullanılana çok benzeyen bir işlem kullanılarak gümüş macunla serigrafi baskıyla yapılıyor. İki tür “tel” vardır; kalın olanlarına “bara”, çok ince olanlarına ise “parmak”/iz/finger adı verilir. Kablolar çok ince olduğundan elektrik direnci sorun yaratabilir. İşte bu noktada yüksek iletkenliğe sahip gümüş, paneldeki elektrik direncini azaltma ve verimliliği artırma konusunda rol oynuyor.

Belirtildiği gibi gümüş, serigrafi tekniği kullanılmadan önce macun halinde uygulanır. 60 hücreli bir panel yaklaşık 8 gram gümüş içerebilir; bu da 2022'de şu anda gram başına 0,083 dolar, yani her panelde yaklaşık 7 dolar gümüş var. Bu belki çok fazla gibi görünmüyor, ancak çok rekabetçi bir pazarda yüzbinlerce panelden bahsederken çok geçmeden bu sayı artıyor.

Güneş panellerindeki gümüş içeriğini nasıl azaltabilirler?
Gümüş pasta serigrafi baskı yöntemini iyileştirmek için (şu an olduğundan daha ince) 30 mikrometreden 19 mikrometreye kadar yeni teknikler geliştiriliyor. Bu, gümüş içeriğinde yaklaşık %30'luk bir tasarruf ve verimlilikte de bir artış anlamına gelecektir.
Gümüşü tamamen kullanılmadan hücre yapılabilrimi
Gümüş içeriğini tamamen ortadan kaldırmanın bir başka yolu da arkadan veya arkadan temaslı solar hücre kullanmaktır. Bu tip tasarımda tüm kablolar hücrenin ön kısmı yerine arkasına yerleştirilir. Bu düzenin faydalarından biri de hücrenin arkasındaki kablolar sayesinde güneş ışığını engellememesidir.
Bu durumda panel üreticileri gümüş yerine daha kalın, daha ucuz bakır teller de kullanabilirler ve bu da ön taraftaki daha ince tellerden kaynaklanan iletkenlik sorunlarını çözer. SunPower ve LG Solar, arka kontak hücresi tasarımlarında bakırdan yoğun şekilde yararlanıyor. SunPower Maxeon, hücrenin arka kısmının tamamını kaplayan bir bakır levha kullanır. Bakır hâlâ mükemmel bir iletkendir ancak aynı zamanda gümüşten kat kat daha ucuzdur.
Ne yazık ki, arka kontak hücre panellerinin üretimi o kadar kolay değildir, dolayısıyla iyileştirilmiş yöntemler geliştirilinceye kadar bu tür ürünler pazarın en üst seviyesinde kalacaktır.
[bÖn taraf metalizasyon[/b]

Ag/gümüş macununun tüketimi serigrafi işleminden sonra doğrudan belirlenebilir. 3 baralı hücre ön ızgarası için 140 mg Ag macununa ihtiyaç vardır. Çoklu baralı ön ızgaranın yeterli metalizasyonu için gereken Ag miktarı 68 mg idi. Bu, >%50'lik bir azalmaya karşılık gelen toplam 72 mg'lık Ag macunu tasarrufu anlamına gelir.
3 baralı güneş pilinin parmak genişliği, çoklu baralı hücre tasarımında 50 µm iken, 70 µm aralığındaydı. 3 baralı güneş pilinin parmak genişliği tasarım hususlarıyla sınırlıdır. 6 inçlik, 3 baralı bir güneş pili için parmak uzunluğu 25 mm aralığındadır. 15'li çok baralı bir güneş pili için
tellerin etkili parmak uzunluğu yalnızca 5 mm'dir. Metalize ön parmağın seri direnç katkısı, parmak uzunluğunun karesiyle doğru orantılıdır. Bu, çoklu baralı bir parmağın seri direnç katkısının, 3 baralı bir parmakla karşılaştırıldığında 25 kat daha küçük olduğu anlamına gelir. Doğrudan bağlantılı olarak, aynı seri direnç katkısı için teorik olarak 25 kat daha az Ag macununa ihtiyaç duyulur. Bu, Şekil 1'de kolaylıkla değerlendirilebilir. Genel olarak bu, çok baralı hücre tasarımı için parmak genişliğinin (veya daha iyisi parmak kesitinin) teknolojiye bağlı olduğu anlamına gelir. 10 µm aralığındaki parmak genişlikleri, 90 µm 3 bara hücre parmağından bile daha düşük seri direnç katkılarıyla mümkün olacaktır.