Une poudre de nickel optimisée réduit de 6,8 % les coûts de métallisation des cellules TOPCon

Des chercheurs de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW), en collaboration avec SunDrive et Shenzhen APG, ont découvert que les caractéristiques de la poudre de nickel peuvent déterminer si celle-ci peut remplacer efficacement une partie de l’argent dans la métallisation des cellules solaires TOPCon. Leurs essais ont montré qu’un mélange de nickel optimisé réduisait de 6,8 % les coûts des métaux bruts des doigts de contact arrière, avec une faible variation du rendement des cellules.

L’équipe a testé deux poudres de nickel commerciales, dont les particules mesuraient environ 1,5 μm et 3,8 μm, dans des pâtes sérigraphiées destinées à la face arrière de cellules TOPCon industrielles de type n. Le nickel représentait de 5 % à 15 % de la fraction de poudre métallique. Les chercheurs ont comparé les performances électriques et le comportement à l’impression, et mesuré la consommation de pâte afin d’évaluer l’incidence sur les coûts.

Une pâte contenant 10 % de poudre Ni-4000, plus grossière, a atteint un rendement de 26,325 %, contre 26,349 % pour la référence à l’argent seul. Selon l’étude, elle a réduit de 6,8 % les coûts des métaux bruts des doigts de contact arrière, soit l’équivalent de 561 500 $ par gigawatt.

Les résultats variaient selon la poudre utilisée. La formulation plus fine Ni-1500 a présenté des pertes résistives plus importantes pour une même proportion de nickel ; avec 10 % de nickel, le rendement des cellules est tombé à 26,124 %. Les chercheurs ont également observé que la substitution par du nickel pouvait élargir les doigts imprimés et accroître la consommation de pâte.

Porter la proportion de Ni-4000 à 15 % a maintenu le rendement à 26,302 %, mais a augmenté la consommation de pâte de 17 % par rapport à la référence à l’argent seul. L’économie réalisée est ainsi tombée à 0,3 %, ce qui montre qu’une teneur plus élevée en nickel ne génère pas nécessairement des économies plus importantes.

L’étude, publiée dans Solar Energy Materials and Solar Cells, conclut que l’évaluation des coûts et des performances doit tenir compte des propriétés de la poudre, de la formation des électrodes et de la consommation réelle de pâte. Les chercheurs ont également relevé les interactions avec la composition du fritte de verre et la rhéologie de la pâte, ainsi que la fiabilité à long terme de la métallisation, comme des pistes à explorer pour poursuivre l’optimisation.

Sources: pv magazine.