Nowe, bardziej wydajne ogniwa słoneczne
Obserwujemy rosnące zapotrzebowanie na małe, półprzezroczyste lub niestandardowo ukształtowane ogniwa PV. Regeneracja i ponowne wykorzystanie wadliwych ogniw słonecznych powinno zapewnić europejskiej branży fotowoltaicznej przewagę na konkurencją. W ramach finansowanego przez UE projektu "Repairing of photovoltaic wafers and solar cells by laser enabled silicon processing" (REPTILE) powstała technologia i metodologia umożliwiająca przekształcanie tanich materiałów (zezłomowanych ogniw i płytek) na małe, niestandardowe i wydajne ogniwa i moduły PV. Zastosowana w projekcie metodologia zapewnia wyższą wydajność niż w przypadku modułów wytwarzanych przy pomocy standardowych ogniw słonecznych. Koncepcja ta opiera się na automatycznym rozpoznawaniu i klasyfikacji wad w ogniwach klasy C oraz D. Następnie przeprowadzana jest zautomatyzowana obróbka laserowa w celu uzyskania mniejszych ogniw klasy A. Specjalny algorytm wybiera optymalną geometrię w celu uzyskania maksymalnej sprawności ogniw i minimalizacji odpadów materiałowych. Prototyp REPTILE składa się z bezstykowego systemu laserowego, który odcina i izoluje nieuszkodzone elementy. Opracowano system wizyjny i oprogramowanie do wykrywania wad oraz system do regeneracji o wymaganym stopniu automatyzacji i elastyczności. Innym ważnym komponentem prototypu jest system zautomatyzowanego charakteryzowania, zintegrowany z systemem laserowym. Przetestowano kombinację układu luminescencyjnego i termograficznego do wykrywania i charakteryzacji wszystkich istotnych wad, z rozdzielczością przestrzenną wystarczającą dla systemu regeneracyjnego. Ponadto opracowano nowy rodzaj chwytaka, który automatycznie oddziela ogniwa podczas sortowania i ponownie podaje zregenerowane i zmodyfikowane ogniwa do linii produkcyjnej. Przy pomocy prototypowego urządzenia uczestnicy projektu zbudowali moduły testowe z regenerowanych ogniw słonecznych i ocenili skuteczność procesu regeneracji. Moduły wykonane ze zregenerowanych ogniw miały taką samą, a nawet lepszą sprawność niż standardowe ogniwa klasy A. Projekt skutecznie wsparł działalność małych i średnich przedsiębiorstw (MŚP) na europejskim rynku ogniw fotowoltaicznych. Teraz możliwa będzie regeneracja uszkodzonych ogniw i płytek, co otwiera nowe możliwości przed MŚP.
Słowa kluczowe
Ogniwo słoneczne, laser, fotowoltaiczne, płytka fotowoltaiczna, obróbka krzemu, odpady materiałowe
