Investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW), en colaboración con SunDrive y Shenzhen APG, descubrieron que las características del polvo de níquel pueden determinar si este sustituye eficazmente parte de la plata en la metalización de células solares TOPCon. Sus pruebas mostraron que una mezcla optimizada de níquel redujo un 6,8 % los costos de los metales en bruto de los dedos posteriores, con pocos cambios en la eficiencia de la célula.

El equipo probó dos polvos de níquel comerciales, con tamaños de partícula de aproximadamente 1,5 μm y 3,8 μm, en pastas aplicadas mediante serigrafía en la cara posterior de células TOPCon industriales de tipo n. El níquel representaba entre el 5 % y el 15 % de la fracción de polvo metálico. Los investigadores compararon el rendimiento eléctrico y el comportamiento durante la impresión, y midieron el consumo de pasta para evaluar el impacto en los costos.

Una pasta que contenía un 10 % del polvo más grueso Ni-4000 alcanzó una eficiencia del 26,325 %, frente al 26,349 % del valor de referencia obtenido solo con plata. Redujo un 6,8 % los costos de los metales en bruto de los dedos posteriores, lo que equivale a 561.500 dólares por gigavatio, según el estudio.

Los resultados variaron según el polvo utilizado. La formulación más fina Ni-1500 mostró mayores pérdidas resistivas con la misma proporción de níquel; con un 10 % de níquel, la eficiencia de la célula cayó al 26,124 %. Los investigadores también observaron que la sustitución por níquel podía ensanchar los dedos impresos y aumentar el consumo de pasta.

Aumentar al 15 % el contenido de Ni-4000 mantuvo la eficiencia en el 26,302 %, pero incrementó el consumo de pasta un 17 % respecto al valor de referencia obtenido solo con plata. Como resultado, el ahorro en costos cayó al 0,3 %, lo que demuestra que un mayor contenido de níquel no necesariamente genera mayores ahorros.

El estudio, publicado en Solar Energy Materials and Solar Cells, concluye que las evaluaciones de costos y rendimiento deben tener en cuenta las propiedades del polvo, la formación de los electrodos y el uso real de pasta. Los investigadores también señalaron las interacciones con la química del vidrio fundente y la reología de la pasta, así como la fiabilidad de la metalización a largo plazo, como aspectos que requieren optimización adicional.

Fuentes: pv magazine.