Loading...
 

4.2 Elektrody metaliczne

Elektrody metaliczne, jak i elektrody transparentne odpowiadają za przepływ prądu z ogniwa fotowoltaicznego do obwodu, mają więc istotny wpływ na jego parametry elektryczne. Ze względu na geometrię i architekturę rozróżniamy elektrody w postaci cienkich ścieżek poziomych (busbarowe1), w postaci cienkich drucików przewodzących (ang. smart wire2) oraz elektrody wyprowadzone z tyłu ogniwa (HIT3).

Aby zapewnić przekazanie ładunku wytworzonego przez ogniwo do obwodu zewnętrznego, ważny jest jak najmniejszy opór pomiędzy materiałem półprzewodnikowym stanowiącym warstwę aktywną ogniwa i metaliczną elektrodą. Wspomniany opór pomiędzy półprzewodnikiem i metalem może mieć charakter linowy lub nielinowy. Występowanie przewodnictwa linowego (omowego) lub nielinowego (Schottky'ego) jest uwarunkowane parametrami użytych materiałów. Kontakt nie powinien wpływać na charakterystykę prądowo-napięciową ogniwa [1]. W praktyce na rezystancję ogniwa wpływa długość drogi jaką musi pokonać ładunek elektryczny w płytce, istotnym parametrem materiałów elektrodowych jest praca wyjścia elektronu z metalu ( Rys. 1 na podstawie [2]). Drugim parametrem wpływającym na rodzaj przewodnictwa jest poziom Fermiego półprzewodnika.

Praca wyjścia dla materiałów formie polikrystalicznej. Oprac. własne.
Rysunek 1: Praca wyjścia dla materiałów formie polikrystalicznej. Oprac. własne.


Najczęściej stosowanym materiałem na elektrody jest srebro, jednak wdrażane są również inne materiały, min. aluminium czy też miedź. W ogniwach typu CIGS stosowane są molibden i aluminium [3], [4].

Metodą najczęściej używaną do nakładania kontaktów jest sitodruk. W celu zachowania dużej powierzchni otwartej sita oraz wykonania precyzyjnych wzorów stosowane są siatki o coraz cienkich drutach ze stali nierdzewnej. Zaletami sitodruku jest duża przepustowość procesu oraz szeroki dostęp do materiałów. Są rozwijane również technologie cienkowarstwowe (np. metoda „drukowania” warstwy zarodkowej, ang. aerosol jetting).

Przypis

1. Ogniwa busbar opisano w rozdziale: 6.1 Ogniwa z elektrodami paskowymi.
2. Smart wire opisano w rozdziale: 6.4 Ogniwa fotowoltaiczne z elektrodami typu 'smart wire'.
3. Zob. rozdział: 6.5 Ogniwa fotowoltaiczne wykonane w technologii HIT.

Bibliografia

1. K. Drabczyk: Modyfikacje elektrod na bazie srebra w aspekcie zastosowań w krzemowych krystalicznych ogniwach fotowoltaicznych, Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Polskiej Akademii Nauk, Kraków, Kozy 2018.
2. C. Kittel: Wstęp do fizyki ciała stałego, PWN, Warszawa 1974.
3. K. Drabczyk: Kontakty elektryczne krystalicznych krzemowych ogniw fotowoltaicznych, Prace Instytutu Elektrotechniki 2014, Z. 264, s. 41-49, dostęp:14.12.2020
4. G. Beaucarne, G. Schubert, J. Hoornstra, J. Horzel, S. W. Glunz: Summary of the third workshop on metallization for crystalline silicon solar cells, Energy Procedia 2012, Vol. 21, pp. 2-13, dostęp:14.12.2020

Ostatnio zmieniona Sobota 20 z Marzec, 2021 19:20:01 UTC Autor: Konstanty Marszałek, Katarzyna Dyndał, Gabriela Lewińska
Zaloguj się/Zarejestruj w OPEN AGH e-podręczniki
Czy masz już hasło?

Hasło powinno mieć przynajmniej 8 znaków, litery i cyfry oraz co najmniej jeden znak specjalny.

Przypominanie hasła

Wprowadź swój adres e-mail, abyśmy mogli przesłać Ci informację o nowym haśle.
Dziękujemy za rejestrację!
Na wskazany w rejestracji adres został wysłany e-mail z linkiem aktywacyjnym.
Wprowadzone hasło/login są błędne.