Pesquisadores da Universidade de Nova Gales do Sul (UNSW), em colaboração com a SunDrive e a Shenzhen APG, constataram que as características do pó de níquel podem determinar se ele substitui eficazmente parte da prata na metalização de células solares TOPCon. Os testes mostraram que uma mistura otimizada de níquel reduziu em 6,8% os custos com metais brutos dos dedos traseiros, com pouca alteração na eficiência da célula.

A equipe testou dois pós comerciais de níquel, com partículas de aproximadamente 1,5 μm e 3,8 μm, em pastas aplicadas por serigrafia no lado traseiro de células TOPCon industriais do tipo n. O níquel correspondeu a 5% a 15% da fração de pó metálico. Os pesquisadores compararam o desempenho elétrico e o comportamento durante a impressão, além de medir o consumo de pasta para avaliar o impacto nos custos.

Uma pasta contendo 10% do pó mais grosso Ni-4000 alcançou eficiência de 26,325%, em comparação com 26,349% para a referência composta apenas por prata. Segundo o estudo, ela reduziu em 6,8% os custos com metais brutos dos dedos traseiros, o equivalente a US$ 561.500 por gigawatt.

Os resultados variaram conforme o pó utilizado. A formulação mais fina Ni-1500 apresentou perdas resistivas maiores com a mesma proporção de níquel; com 10% de níquel, a eficiência da célula caiu para 26,124%. Os pesquisadores também observaram que a substituição por níquel poderia alargar os dedos impressos e aumentar o consumo de pasta.

Elevar o teor de Ni-4000 para 15% manteve a eficiência em 26,302%, mas aumentou o consumo de pasta em 17% em relação à referência composta apenas por prata. Com isso, a economia de custos caiu para 0,3%, mostrando que um teor maior de níquel não necessariamente proporciona economias maiores.

O estudo, publicado na Solar Energy Materials and Solar Cells, conclui que as avaliações de custo e desempenho precisam levar em conta as propriedades do pó, a formação dos eletrodos e o uso efetivo da pasta. Os pesquisadores também identificaram as interações com a composição do frita de vidro e a reologia da pasta, bem como a confiabilidade da metalização a longo prazo, como áreas que precisam de mais otimização.

Fontes: pv magazine.