< Terug naar vorige pagina

Project

Geavanceerde zonnecel interconnectie technologieën gebaseerd op een gewoven structuur met mogelijke integratie van slimme functionaliteit.

Sinds natuurlijke reserves aan fossiele brandstoffen uitgeput raken, stijgt de interesse naar duurzame en groene energie uit hernieuwbare energiebronnen. Hierdoor is er ook een stijgende vraag naar fotovoltaïsche apparaten, welke zonne-energie omzetten in elektriciteit. Silicium zonnecellen zijn veruit de meest gekende en verspreide toepassing. De totale markt van silicium cellen kan verdeeld worden in twee soorten. De eerste soort is de grootste en gebruikt cellen waar de positieve en negatieve polariteit (+ en -) zich aan respectievelijk de voor- en achterkant bevinden of visa versa. De tweede, kleinere groep maakt gebruik van zonnecellen waar beide polariteiten zich aan de achterkant van de cel bevinden. Omdat bij deze tweede soort geen metallisatie aan de voorzijde van de cel aanwezig is, heeft deze vele voordelen ten opzichte van de eerste soort. Er kunnen modules gemaakt worden met een gebogen oppervlak, ze hebben een verhoogde esthetische waarde  en een verhoogde energie opbrengst. Het grootste nadeel van deze toepassingen is de hoge kost. Dit is te wijten aan het gebrek aan een standaard, goedkope cel interconnectie technologie. Een mogelijke oplossing is imec’s gecombineerde multi-busbar technologie, welke gebaseerd is op een gewoven structuur van polymeer en met soldeer gecoate metalen strips.

De productie van een module met deze technologie bestaat uit een lay-up stap waar een stack van cellen en de gewoven structuur wordt gealigneerd. Vervolgens wordt de stack gelamineerd, waardoor het soldeer materiaal smelt en een soldeerverbinding vormt en de polymeer smelt en het geheel omsluit.

De output van zonnemodules wordt gecontroleerd door zogenaamde power electronics. Dit is een elektrisch circuit van verschillende elektronische componenten die gesoldeerd zijn op een PCB. Een deel van deze componenten zijn de magnetische inductoren, welke het grootste volume hebben. Door deze te integreren in de gewoven structuur en idealiter de structuur zich te laten gedragen als inductor, word het volume van deze power electronics drastisch verlaagd. Dit vereenvoudigd het overschakelen van een PCB naar een volledige integratie van alle andere componenten op een elektronische chip.

De twee grootste voordelen van deze technologie zijn dus verlaagde materiaal en proces kost, en verlaagde kost voor power electronics. Het doel van het PhD project is om deze technologie verder te ontwikkelen door verschillende processen te onderzoeken zoals het vloeigedrag van de polymeer en soldeer materiaal, de adhesie tussen de verschillende materialen en de eigenschappen van de gewoven structuur. 

Datum:1 sep 2018 →  31 okt 2023
Trefwoorden:photovoltaics, Solar cell, module technology
Disciplines:Keramische en glasmaterialen, Materialenwetenschappen en -techniek, Halfgeleidermaterialen, Andere materiaaltechnologie
Project type:PhD project