Desbloqueando la Clave para la Producción en Masa de 730W: ¿Cómo la Impresión en Serigrafía con Plantilla Totalmente Abierta Aumenta la Eficiencia?
Risen Energy ha liderado la innovación en tecnología de células de heterounión (HJT), estableciendo un nuevo estándar en la industria fotovoltaica (FV) con la serie Hyper-ion Pro de más de 730 Wp, anunciada en octubre tras años de experiencia en esta tecnología.
Detrás de este logro están avances en la eficiencia de las células solares, junto con la aplicación de nuevos materiales y tecnologías de encapsulado. Una de las innovaciones clave detrás de este éxito es la tecnología de impresión en serigrafía con plantilla totalmente abierta, utilizada para crear las redes de colectores frontales y traseros mediante pasta de metalización.
Ventajas de la Impresión en Serigrafía con Plantilla
En la fabricación de las redes de electrodos, esenciales para las células solares, se utilizan métodos como deposición al vacío, electrodeposición e impresión en serigrafía. Entre ellos, la serigrafía sigue siendo la técnica más adoptada en la industria FV por su efectividad y costos competitivos.
La tecnología de impresión con plantilla completamente abierta mejora el desempeño de las células HJT al:
1.Minimizar el ancho de las líneas de rejilla, reduciendo la sombra sobre la célula y aumentando la densidad de corriente.
2.Permitir líneas de rejilla con mayor relación de aspecto, optimizando el factor de llenado (Fill Factor, FF) de la célula solar.
Tecnología de Impresión en Serigrafía con Plantilla Totalmente Abierta: Una Combinación Perfecta de Eficiencia y Precisión
La impresión en serigrafía es una tecnología que utiliza un patrón de malla en el cual algunos agujeros permiten el paso de la pasta, mientras que otros están bloqueados. Durante el proceso de impresión, la pasta se deposita en un extremo de la malla, y una espátula aplica presión al desplazarse hacia el otro extremo, forzando el paso de la pasta a través de las aberturas de la malla hacia el sustrato. Este proceso se ilustra en la Figura 1.
Figura 1: Esquema de la Impresión en Serigrafía
En la Impresión en Serigrafía Tradicional
En la impresión en serigrafía tradicional, las mallas se tejen con hilos de acero inoxidable (tungsteno) en distintos tamaños, y se recubren con una película de poliimida (PI) con adhesivo fotosensible. Existen dos tipos principales de mallas utilizadas en este proceso:
1.Malla convencional, con un ángulo de 22,5°.
2.Malla sin nudos, con ángulos de 0° y 90°.
Tal como se muestra en la Figura 2, a medida que la tecnología de impresión en serigrafía ha evolucionado, la industria ha realizado una transición gradual de las mallas convencionales hacia las mallas sin nudos. Este cambio ha sido impulsado por la necesidad de mejorar la forma y precisión de las líneas de rejilla.
(a) Convencional (b) Malla sin nudos
Figura 2: Comparación entre malla convencional (a) y malla sin nudos (b)
La tecnología de impresión en serigrafía con plantilla totalmente abierta utiliza un diseño especialmente desarrollado que logra una tasa de apertura del 100%, lo que significa que ninguna fibra de malla obstruye las áreas de apertura. Esto permite una mayor transmisión de tinta, como se ilustra en la Figura 3. Este avance ofrece múltiples ventajas, particularmente en el proceso de metalización de células de heterounión.
(a) convencional (b) Plantilla totalmente abierta
Figura 3: Comparación entre convencional (a) y plantilla totalmente abierta (b)
1.Impresión de Alta Precisión para Mejorar la Eficiencia de Conversión Fotovoltaica
La impresión en serigrafía con plantilla totalmente abierta ha logrado producir líneas de rejilla finas con un ancho inferior a 25 µm, y se esperan optimizaciones adicionales para reducir este ancho por debajo de 20 µm, como se muestra en la Figura 4. Estas líneas más delgadas reducen significativamente la sombra en la superficie de la célula, incrementando así el área activa que recibe luz. De esta forma, se mejora la eficiencia en la conversión fotovoltaica.
A través de estudios y pruebas, Risen Energy logró alcanzar el punto óptimo en la relación entre sombreado y resistencia, equilibrando los anchos y la cantidad de líneas de rejilla.
Como resultado, se mejoraron tanto la corriente de cortocircuito (Isc) como el factor de llenado (FF), lo que condujo a un aumento del 0,12% en la eficiencia de la célula.
(a) Comparación del ancho de las líneas de rejilla b) Comparación de la relación de aspecto
Figura 4: Diferencia en el ancho de las líneas de rejilla y en la relación de aspecto entre la impresión con plantilla y la impresión en serigrafía convencional.
2.Reducción del Consumo de Pasta y Disminución de los Costos de Metalización
La malla de plantilla totalmente abierta mejora la transmisión de la pasta de metalización, logrando una reducción de su consumo de hasta un 20%, como se ilustra en la Figura 5. Considerando el alto costo de la pasta en la fabricación de células solares, la impresión en serigrafía con plantilla permite reducir de manera efectiva los costos de metalización, haciendo que la producción sea más económica y sostenible.
(a) Efecto de Impresión con Plantilla de Serigrafia (b) Efecto de Impresión por Serigrafía Convencional
(c) Ancho de Línea Impresa con Plantilla de Serigrafía (d) Ancho de Línea Impresa por Serigrafía
Figura 5: Comparación de los Efectos de Impresión y el Ancho de Línea entre la Impresión con Plantilla y la Impresión en Serigrafía Convencional.
3.Mejora de la Calidad de Impresión y Reducción de la Resistencia
Las líneas de rejilla producidas mediante la impresión en serigrafía con plantilla totalmente abierta son uniformes y planas, presentando menos variabilidad en la altura en comparación con la impresión en serigrafía tradicional. Esta impresión de alta calidad reduce la resistencia de las líneas de rejilla, mejorando el factor de llenado (FF) de la célula. Un factor de llenado más alto garantiza una salida de energía más estable en aplicaciones prácticas, mejorando aún más el rendimiento general de la célula.
4.Mayor Vida Útil de la Impresión y Aumento de la Eficiencia de Producción
Fabricada con acero altamente resistente a perforaciones y al desgaste, la plantilla totalmente abierta tiene una vida útil sustancialmente mayor en comparación con la malla tradicional —al menos el doble. Esto disminuye la frecuencia de reemplazo de la malla, reduce los costos de mantenimiento y garantiza una eficiencia de producción estable. Para los fabricantes fotovoltaicos a gran escala, esta ventaja no solo mejora la estabilidad del proceso de producción, sino que también reduce los costos operativos a largo plazo.
Ventaja de I+D de Risen Energy e Integración Perfecta con la Impresión en Serigrafía con Plantilla Totalmente Abierta
La amplia experiencia técnica y las inversiones en investigación y desarrollo (I+D) de Risen Energy en células de heterounión proporcionan una base sólida para la aplicación y optimización de la tecnología de impresión en serigrafía con plantilla totalmente abierta. El equipo de I+D de la empresa, altamente capacitado, se centra en la optimización de materiales, procesos y equipos, asegurando que cada nueva tecnología alcance un rendimiento óptimo en la producción.
Al implementar la impresión en serigrafía con plantilla totalmente abierta en la fabricación de células de heterounión, Risen Energy ha logrado tanto optimizar la eficiencia como reducir los costos. Este avance fue fundamental para alcanzar la producción en masa de la serie Hyper-ion Pro de 730Wp+.
De cara al futuro, Risen Energy seguirá impulsando la innovación en energía fotovoltaica, contribuyendo al crecimiento sostenible del sector global de energías renovables.
