La polvere di nichel ottimizzata riduce del 6,8% i costi di metallizzazione TOPCon

I ricercatori dell’Università del Nuovo Galles del Sud (UNSW), in collaborazione con SunDrive e Shenzhen APG, hanno scoperto che le caratteristiche della polvere di nichel possono determinare la sua efficacia nel sostituire parte dell’argento nella metallizzazione delle celle solari TOPCon. I loro test hanno mostrato che una miscela ottimizzata di nichel ha ridotto del 6,8% i costi dei metalli grezzi per le dita posteriori, con una variazione minima dell’efficienza della cella.

Il team ha testato due polveri di nichel commerciali, con particelle di circa 1,5 μm e 3,8 μm, in paste serigrafate per il lato posteriore di celle TOPCon industriali di tipo n. Il nichel costituiva dal 5% al 15% della frazione di polvere metallica. I ricercatori hanno confrontato le prestazioni elettriche e il comportamento in fase di stampa e hanno misurato il consumo di pasta per valutarne l’impatto sui costi.

Una pasta contenente il 10% della polvere più grossolana Ni-4000 ha raggiunto un’efficienza del 26,325%, rispetto al 26,349% del riferimento composto solo da argento. Secondo lo studio, ha ridotto del 6,8% i costi dei metalli grezzi per le dita posteriori, pari a 561.500 dollari per gigawatt.

I risultati variavano a seconda della polvere utilizzata. La formulazione più fine Ni-1500 ha mostrato perdite resistive maggiori a parità di contenuto di nichel; con il 10% di nichel, l’efficienza della cella è scesa al 26,124%. I ricercatori hanno inoltre osservato che la sostituzione con nichel poteva allargare le dita stampate e aumentare il consumo di pasta.

Portando il contenuto di Ni-4000 al 15%, l’efficienza è rimasta al 26,302%, ma il consumo di pasta è aumentato del 17% rispetto al riferimento composto solo da argento. Di conseguenza, il risparmio sui costi è sceso allo 0,3%, mostrando che un contenuto maggiore di nichel non comporta necessariamente risparmi più elevati.

Lo studio, pubblicato su Solar Energy Materials and Solar Cells, conclude che le valutazioni di costi e prestazioni devono tenere conto delle proprietà della polvere, della formazione degli elettrodi e dell’effettivo utilizzo della pasta. I ricercatori hanno inoltre individuato le interazioni con la chimica della fritta di vetro e la reologia della pasta, insieme all’affidabilità a lungo termine della metallizzazione, come aspetti da ottimizzare ulteriormente.

Fonti: pv magazine.