Desbloqueando a Chave para a Produção em Massa de 730W: Como a Impressão de Tela com Estêncil Completamente Aberto Aumenta a Eficiência?
A Risen Energy tem liderado a inovação na tecnologia de células de heterojunção (HJT). Como resultado de anos de expertise nessa tecnologia, em outubro a empresa anunciou a produção em massa de sua revolucionária série Hyper-ion Pro de 730Wp+, estabelecendo um novo padrão na indústria fotovoltaica (FV) em termos de potência de módulo.
Por trás dessa conquista estão avanços na eficiência das células, juntamente com a aplicação de novos materiais e tecnologias de encapsulamento. Uma inovação crucial por trás desse sucesso é a tecnologia de impressão de tela com estêncil totalmente aberto.
Na etapa de criação da rede de coletores frontais e traseiros a partir da pasta de metalização, chamados de eletrodos, utilizam-se diversos métodos como deposição a vácuo, eletrodeposição e impressão de tela. Dentre todos, a impressão de tela permanece como a técnica mais amplamente adotada e custo-efetiva na indústria fotovoltaica devido à sua eficiência na produção.
A fabricação da malha de eletrodos através desse método melhora ainda mais o desempenho das células HJT em dois aspectos, citados abaixo, de forma a melhorar a eficiência e otimizar custos e materiais durante a produção da célula:
1.Minimiza a largura das linhas de grade para reduzir o sombreamento e, assim, aumentar a densidade de corrente das células.
2.Torna possível a concepção de linhas de grade com uma relação de aspecto mais alta para aprimorar o fator de preenchimento da célula solar.
Tecnologia de Impressão de Tela com Estêncil Totalmente Aberto: Uma Combinação Perfeita de Eficiência e Precisão
A impressão de tela é uma tecnologia que utiliza um padrão de malha onde alguns buracos da malha permitem que a pasta passe, enquanto outros não. Durante a impressão, a pasta é despejada em uma extremidade da tela, e uma espátula aplica pressão enquanto se move para a outra extremidade, forçando a pasta através das aberturas da malha para o substrato, conforme ilustrado na Figura 1.
Figura 1: Esquema da impressão de tela.
Na impressão de tela tradicional, as telas de malha são tecidas com fios de aço inoxidável (tungstênio) em diferentes tamanhos de malha, com um filme de PI revestido de adesivo fotossensível. Existem dois tipos principais de tela de malha: tela de malha convencional com um ângulo de 22,5° e tela de malha sem nós com ângulos de 0° e 90°, conforme mostrado na Figura 2. Ao longo da evolução da tecnologia de impressão de tela, a fim de melhorar a forma das linhas de grade, a indústria gradualmente passou da tela de malha convencional para a tela de malha sem nós.
Convencional (b) Tela sem nós
Figura 2: Comparação entre tela de malha convencional (a) e tela de malha sem nós (b)
A tecnologia de impressão de tela com estêncil totalmente aberto emprega um estêncil especialmente projetado que alcança uma taxa de abertura de 100%, significando que nenhuma fibra de malha obstrui a área de abertura, permitindo assim uma maior transmissão de tinta, como mostrado na Figura 3. Este avanço oferece múltiplas vantagens especialmente no processo de metalização de células de heterojunção.
convencional (b) Estêncil totalmente aberto
Figura 3: Comparação entre convencional (a) e estêncil totalmente aberto (b).
1.Impressão de Alta Precisão para Melhorar a Eficiência da Conversão Fotovoltaica
A impressão de tela com estêncil totalmente aberto alcançou uma largura de linha de grade fina de menos de 25µm, com otimizações adicionais esperadas para reduzir a largura para abaixo de 20µm, conforme mostrado na Figura 4. Linhas de grade mais finas reduzem significativamente o sombreamento na superfície da célula, aumentando assim a área ativa que recebe luz. Desta forma, aumenta-se a eficiência da conversão fotovoltaica.
A partir de estudos e testes, a Risen alcançou o ponto ótimo na relação entre sombreamento e resistência, relacionados às larguras e quantidades de linhas de grade.
Como consequência, melhorou-se a corrente de curto-circuito (Isc) e o fator de preenchimento (FF), levando a um aumento na eficiência da célula de 0,12%.
(a) Comparação da largura das linhas de grade b) Comparação da relação de aspecto
Figura 4: Diferença na largura das linhas de grade e na relação de aspecto entre a impressão de tela com estêncil e a impressão de tela.
2.Redução do Consumo de Pasta e Diminuição dos Custos de Metalização
A tela de malha de estêncil totalmente aberta aumenta a transmissão da pasta de metalização, reduzindo o consumo de pasta em até 20%, conforme ilustrado na Figura 5. Dado o alto custo da pasta na fabricação de células solares, a impressão de tela com estêncil pode efetivamente reduzir os custos de metalização e tornar a produção mais econômica e sustentável.
(a) Efeito de Impressão por Tela Estêncil (b) Efeito por Impressão por Tela
(c) Largura da Linha Impressa por Tela Estêncil (d) Largura da Linha Impressa por Tela
Figura 5: Comparação dos Efeitos de Impressão e Largura de Linha entre a Impressão de Tela com Estêncil e a Impressão de Tela.
3.Melhoria da Qualidade de Impressão e Redução da Resistência
As linhas de grade produzidas pela impressão de tela com estêncil totalmente aberto são uniformes e planas, com menos variabilidade em altura em comparação com a impressão de tela tradicional. Esta impressão de alta qualidade reduz a resistência das linhas de grade, melhorando o fator de preenchimento (FF) da célula. Um fator de preenchimento mais alto garante uma saída de energia mais estável em aplicações práticas, aprimorando ainda mais o desempenho geral da célula.
4.Extensão da Vida Útil da Impressão e Aumento da Eficiência de Produção
Construída a partir de aço resistente a perfurações e desgaste, a tela de estêncil totalmente aberta tem uma vida útil substancialmente maior do que a tela de malha tradicional — pelo menos o dobro. Isso reduz a frequência de substituição da malha, os custos de manutenção e garante uma eficiência de produção estável. Para fabricantes fotovoltaicos em grande escala, essa vantagem não apenas melhora a estabilidade da produção, mas também reduz os custos operacionais de longo prazo.
Vantagem de P&D da Risen Energy e a Integração Perfeita com a Impressão de Tela com Estêncil Totalmente Aberto
A extensa acumulação técnica e os investimentos em P&D da Risen Energy em células de heterojunção fornecem uma base sólida para a aplicação e otimização da tecnologia de impressão de tela com estêncil totalmente aberto. A experiente equipe de P&D da empresa foca em otimizações de materiais, processos e equipamentos para garantir que cada nova tecnologia alcance desempenho ótimo na produção. Ao aplicar a impressão de tela com estêncil totalmente aberto na produção de células de heterojunção, a Risen Energy conseguiu alcançar tanto a otimização da eficiência quanto a redução de custos. Este avanço foi crucial para alcançar a produção em massa da série Hyper-ion Pro de 730Wp+. Seguindo em frente, a Risen Energy continuará a impulsionar a inovação fotovoltaica, contribuindo para o crescimento sustentável do setor global de energia renovável.
