ابتكار تصميم جديد لخلية شمسية ثنائية الوجه بتقنية TOPCon يوفر 90% من استهلاك معدن الفضة الثمين
يعمل الباحثون في معهد فراونهوفر الألماني لأنظمة الطاقة الشمسية ISE منذ عدة سنوات على بذل جهود كبيرة لتطوير الأبحاث في عملية تنصيع الخلايا الشمسية بتقنية ال TOPCon بهدف تقليل استخدام معدن الفضة. كون هناك توجه كبير من قبل مراكز البحث والتطوير لتقليل استهلاك هذا المعدن الثمين خلال عملية تصميم وتصنيع هذا النوع من الخلايا الشمسية والذي يتطلب عنصر الفضة على كلا وجهي الخلية ما يجعل المحاولات في تقليل استهلاك هذا المعدن أمرا بالغ الأهمية كونه سيخفض تكاليف التصنيع وسيمنح التقنية مكان منافس في الأسواق.
ولهذا السبب طور علماء في معهد أبحاث فراونهوفر الألماني طريقة جديدة لتصنيع الخلية باستخدام موصلات مكونة من عدة معادن بدلاً من موصلات مادة الفضة الشائعة. حيث قام العلماء باستخدام مواصلات تعتمد على النيكل الجلفاني (Ni) والنحاس (Cu) والفضة (Ag) بدلاً من مواصلات الفضة الشائعة الداخلة في تصنيع خلية TOPCon ثنائية الوجه من النوع n.
في الصورة تظهر على اليمين تصميم الخلية ثنائية الوجه المصممة من معدن الفضة و في يسار الصورة تظهر الخلية المبتكرة و المصممة من المعدن المجلفن
و أفاد الباحثون أن هذه الخلية حققت كفاءة أعلى من الخلايا المماثلة لها و التي تعتمد فقط على استخدام الموصلات من معدن الفضة. حيث تمت مقارنة أداء الخلية المطلية بالمعدن المجلفن ، والتي تبلغ مساحتها الكاملة 268 سم 2 ، بأداء خلية تقليدية مشابه: وكانت النتيجة أن الخلية المقترحة من قبل الباحثون حققت كفاءة تحويل لطاقة بنسبة 23.84٪ ، وجهد دائرة مفتوحة 709 مللي فولت ، و تيار دائرة قصر 40.9 مللي أمبير سم2 ، وعامل تعبئة 82.2٪. وفي المقابل حققت الخلية التقليد كفاءة 23.46٪ و جهد دائرة مفتوحة 708 مللي فولت و تيار دائرة قصر 40.4 مللي أمبير وعامل تعبئة 82.0٪. ناهيك عن أنها أيضًا ساعدت في تقليل استهلاك الفضة بنسبة 90٪ وهو مايجعل هذا المعدن المجلفن يساهم في توفير كميات كبيرة من الفضة خلال التصنيع دون الحاجة إلى المساومة على الكفاءة.
تم نشر جميع النتائج المعملية في مجلة Progress in Photovoltaics انقر هنا للاطلاع على البحث العلمي.
لمعرفة المزيد عن تحديات التي تواجه المصنعين في توفر معدن الفضة قم بمطالعة المقالة التالية والتي قدم فيها البروفيسور مروان ذمرين صورة متكاملة عن صناعة الألواح الشمسية والتهديدات التي تواجه معدن الفضة.
صناعة الألواح الشمسية و التهديدات التي تواجه معدن الفضة الثمين
