जर्मनी में फ्राउनहोफर आईएसई सिलिकॉन हेटेरोजंक्शन सौर कोशिकाओं के प्रत्यक्ष धातुकरण के लिए अपनी फ्लेक्सट्रेल प्रिंटिंग तकनीक को लागू कर रहा है।इसमें कहा गया है कि उच्च स्तर की दक्षता बनाए रखते हुए तकनीक चांदी के उपयोग को कम करती है।
जर्मनी में फ्राउनहोफर इंस्टीट्यूट फॉर सोलर एनर्जी सिस्टम्स (आईएसई) के शोधकर्ताओं ने "फ्लेक्सट्रेल प्रिंटिंग" नामक एक तकनीक विकसित की है, जो बिना बसबार के चांदी के नैनोकणों पर आधारित सिलिकॉन हेटेरोजंक्शन (एसएचजे) सौर कोशिकाओं को प्रिंट करने की एक विधि है।फ्रंट इलेक्ट्रोड चढ़ाना विधि।
"हम वर्तमान में एक समानांतर फ्लेक्सट्रेल प्रिंटहेड विकसित कर रहे हैं जो उच्च दक्षता वाले सौर कोशिकाओं को जल्दी, मज़बूती से और सटीक रूप से संसाधित कर सकता है," शोधकर्ता जार्ग शुबे ने पीवी को बताया।"चूंकि द्रव की खपत बहुत कम है, हम उम्मीद करते हैं कि फोटोवोल्टिक समाधान का लागत और पर्यावरणीय प्रभाव पर सकारात्मक प्रभाव पड़ेगा।"
फ्लेक्सट्रेल प्रिंटिंग अत्यधिक सटीक न्यूनतम संरचना चौड़ाई के साथ अलग-अलग चिपचिपाहट वाली सामग्रियों के सटीक अनुप्रयोग की अनुमति देता है।
वैज्ञानिकों ने कहा, "यह कुशल चांदी उपयोग, संपर्क एकरूपता और कम चांदी की खपत प्रदान करने के लिए दिखाया गया है।""इसमें प्रक्रिया की सादगी और स्थिरता के कारण प्रति सेल चक्र के समय को कम करने की भी क्षमता है, और इसलिए यह भविष्य में प्रयोगशाला से स्थानांतरण के लिए अभिप्रेत है।"कारखाने के लिए ”।
इस पद्धति में 11 बार तक के वायुमंडलीय दबाव पर तरल से भरी एक बहुत पतली लचीली कांच की केशिका का उपयोग शामिल है।मुद्रण प्रक्रिया के दौरान, केशिका सब्सट्रेट के संपर्क में होती है और इसके साथ लगातार चलती रहती है।
"ग्लास केशिकाओं का लचीलापन और लचीलापन गैर-विनाशकारी प्रसंस्करण की अनुमति देता है," वैज्ञानिकों ने कहा, यह देखते हुए कि यह विधि घुमावदार संरचनाओं को भी मुद्रित करने की अनुमति देती है।"इसके अलावा, यह आधार की संभावित लहरदारता को संतुलित करता है।"
अनुसंधान दल ने स्मार्टवायर कनेक्शन टेक्नोलॉजी (एसडब्ल्यूसीटी) का उपयोग करके सिंगल-सेल बैटरी मॉड्यूल तैयार किया है, जो निम्न-तापमान सोल्डर-लेपित तांबे के तारों पर आधारित एक मल्टी-वायर इंटरकनेक्ट तकनीक है।
"आमतौर पर, तारों को बहुलक पन्नी में एकीकृत किया जाता है और स्वचालित वायर ड्राइंग का उपयोग करके सौर कोशिकाओं से जोड़ा जाता है।सोल्डर जोड़ों को सिलिकॉन हेटेरोजंक्शन के साथ संगत प्रक्रिया तापमान पर बाद की लेमिनेशन प्रक्रिया में बनाया जाता है, ”शोधकर्ताओं का कहना है।
एक एकल केशिका का उपयोग करते हुए, उन्होंने लगातार अपनी उंगलियों को मुद्रित किया, जिसके परिणामस्वरूप 9 माइक्रोमीटर के फीचर आकार के साथ चांदी-आधारित कार्यात्मक रेखाएं होती हैं।फिर उन्होंने M2 वेफर्स पर 22.8% की दक्षता के साथ SHJ सोलर सेल का निर्माण किया और इन सेल का उपयोग 200mm x 200mm सिंगल सेल मॉड्यूल बनाने के लिए किया।
पैनल ने 19.67% की बिजली रूपांतरण दक्षता, 731.5 mV का ओपन सर्किट वोल्टेज, 8.83 A का शॉर्ट सर्किट करंट और 74.4% का कर्तव्य चक्र हासिल किया।तुलनात्मक रूप से, स्क्रीन-मुद्रित संदर्भ मॉड्यूल में 20.78% की दक्षता, 733.5 mV का एक ओपन सर्किट वोल्टेज, 8.91 A का शॉर्ट सर्किट करंट और 77.7% का कर्तव्य चक्र है।
"रूपांतरण दक्षता के मामले में इंकजेट प्रिंटर पर फ्लेक्सट्रेल के फायदे हैं।इसके अलावा, यह आसान होने का लाभ है और इसलिए इसे संभालना अधिक किफायती है, क्योंकि प्रत्येक उंगली को केवल एक बार प्रिंट करने की आवश्यकता होती है, और इसके अलावा, चांदी की खपत कम होती है।शोधकर्ताओं ने कहा, चांदी में करीब 68 फीसदी की गिरावट का अनुमान है।
वे हाल ही में जर्नल एनर्जी टेक्नोलॉजी में प्रकाशित "डायरेक्ट लो सिल्वर कंजम्पशन फ्लेक्सट्रेल मेटालाइज़ेशन फॉर हेटेरोजंक्शन सिलिकॉन सोलर सेल: इवैल्यूएटिंग द परफॉरमेंस ऑफ सोलर सेल एंड मॉड्यूल्स" पेपर में अपने निष्कर्ष प्रस्तुत करते हैं।
"फ्लेक्सट्रेल प्रिंटिंग के औद्योगिक अनुप्रयोग का मार्ग प्रशस्त करने के लिए, वर्तमान में एक समानांतर प्रिंट हेड विकसित किया जा रहा है," वैज्ञानिक ने निष्कर्ष निकाला।"निकट भविष्य में, इसे न केवल SHD धातुकरण के लिए उपयोग करने की योजना है, बल्कि पेरोसाइट-सिलिकॉन अग्रानुक्रम जैसे अग्रानुक्रम सौर कोशिकाओं के लिए भी।"
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