Слънчевите панели вече се обвиват в евтина пластмаса

Традиционните силициеви слънчеви панели с твърдо стъклено покритие дълго време следваха познатия стандарт за масивност и устойчивост. Докато гъвкавостта и лекотата на ролковото производство обикновено се асоциираха с обещаващите, но все още развиващи се перовскитни технологии, италиански изследователи доказаха, че конвенционалният силиций също има бъдеще в гъвкавата форма. Екип от Университета в Падуа и Института по материали за електроника и магнетизъм към Националния изследователски съвет на Италия (IMEM-CNR) демонстрира нов процес за производство на гъвкави силициеви модули чрез горещо пластмасово ламиниране.

В основата на разработката залегна идеята крехките силициеви клетки да бъдат защитени от многослойни полимерни структури вместо от масивни и чупливи стъклени плоскости. За целта учените използваха стандартни търговски силициеви клетки от типа IBC (interdigitated back contact) с дебелина около 150 микрона. Традиционното стъкло бе заменено с полиетилен терефталат (PET), който служи едновременно за механична защита и драстично олекотява целия модул. Производственият процес е напълно пригоден към технологията на непрекъснато ролково ламиниране („roll-to-roll“), което обещава съществено понижение на крайните производствени разходи.

По време на лабораторните изпитания прототипите бяха сглобени чрез горещо валцоване при температура на запечатване от около 390°C, нагряване на ролките до 130°C и скорост на преминаване от 9 милиметра в секунда. Резултатите показват, че спадът в ефективността след ламинирането е едва 4,4% спрямо първоначалната стойност. Инженерите установиха, че тази минимална загуба не се дължи на повреди в самия силиций, а на оптични отражения в граничния слой между въздуха и PET покритието – проблем, който лесно ще бъде отстранен с нанасянето на антирефлексни добавки в следващата фаза от проекта.

Проведените тестове за механична устойчивост в полуогънато състояние също потвърдиха надеждността на технологията. Единичен модул издържа огъване до радиус от 95,4 милиметра без поява на нови микропукнатини. По-голям модул от четири елемента (конфигурация 2x2) запази близо 93% от първоначалната си мощност при радиус на огъване от 155 милиметра. При продължителен 28-дневен тест на открито (общо 672 часа излагане на атмосферни влияния в огънато състояние) прототипът съхрани 96,12% от своята ефективност, което е категорично доказателство за структурната му здравина.

Пред Italian изследователския екип предстоят финални стъпки по оптимизация на процеса. Планира се замяна на традиционното запояване на свързващите проводници с технологии за запояване чрез специални пасти, които са по-подходящи за ролково производство и не създават излишно механично напрежение в точките на контакт. Новата технология притежава огромен потенциал за внедряване в сградно-интегрираните фотоволтаици (BIPV), автомобилостроенето, носимата електроника и транспортния сектор, където конвенционалните тежки стъклени панели са неприложими.