EoW November 2013

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Articolo tecnico
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I prodotti finiti di nastro fotovoltaico sono
confezionati in bobine/aspi o dischi/
pancake. Le bobine più comuni che si
utilizzano per il nastro fotovoltaico in
Europa sono le DIN K125, K160, K200 e
K250, mentre in Asia si utilizzano anche la
P4 e P10.
Parametri critici di
qualità per il nastro
fotovoltaico
Le specifiche per il nastro fotovoltaico
sopra citate sono a loro modo importanti.
Il tipo di rame e la purezza determinano
la conduttività del materiale e il livello
massimo di morbidezza raggiungibile per
il nastro. La composizione della lega di
saldatura, lo spessore e la composizione
del rivestimento influenzano la qualità del
giunto saldato e la durata del pannello.
Un alto valore di allungamento del nastro
fotovoltaico è importante per evitare
la rottura del giunto saldato fra la barra
collettrice e il nastro di connessione, che
può verificarsi a causa dello stiramento/
tensione dovuti a oscillazione di
temperature durante il funzionamento
del pannello. Le continue fluttuazioni di
temperatura, a volte estreme, durante la
vita operativa del pannello solare mettono
a prova i giunti saldati durante la vita utile
del pannello che è mediamente di 25 anni.
I due parametri critici per la maggior
parte dei fabbricanti di nastri fotovoltaici
sono la centinatura e il limite di elasticità.
Numerosi fabbricanti di nastri fotovoltaici
trovano difficile raggiungere un alto livello
di morbidezza del nastro assicurandone
contemporaneamente la rettilineità.
Ottenere o meno una sufficiente
morbidezza e dei bassi valori di centinatura,
potrebbe rappresentare la differenza
fra ottenere o perdere un contratto di
fornitura. Di conseguenza, i fabbricanti
sono costretti a migliorare continuamente
le proprie tecniche di laminazione, ricottura,
stagnatura e manipolazione del materiale
per soddisfare specifiche di prodotto
sempre più esigenti.
Parametri critici: limite di elasticità
Il coefficiente di dilatazione termica
del rame è diverso dal coefficiente di
dilatazione termica del silicio. Il nastro
di connessione viene saldato sulla cella
di silicio a temperature intorno ai 200ºC.
Il raffreddamento dopo il processo di
stringing provoca una deformazione
che potrebbe condurre alla rottura dei
cristalli di silicio. I nastri di connessione
con bassi limiti di elasticità riducono la
sollecitazione sulle celle di silicio dopo
lo stringing e conseguentemente la
percentuale di scarti.
L’utilizzo di celle solari sempre più sottili
determina la richiesta di nastri con limiti di
elasticità sempre più bassi (Rp0,2%). Solo
pochi anni fa si utilizzavano normalmente
celle solari di 300 micron di spessore.
progettate per sopportare la sollecitazione
di nastri con un limite di elasticità di
<120MPa. Attualmente, si usano celle
di 160-180 micron di spessore e quindi
è normale utilizzare nastri con un limite
elastico <70MPa-<80MPa. É probabile
che lo spessore medio delle celle continui
a ridursi ponendo ulteriormente sotto
pressione i fabbricanti di nastri per ridurre
il limite di elasticità al di sotto di 65MPa.
Per ridurre il limite di elasticità del nastro
fotovoltaico, i fabbricanti dovrebbero
considerare le seguenti aree di
perfezionamento:
• selezionare materiale di rame di
alimentazione appropriato
• selezionare le tecniche di laminazione
e ricottura corrette
• assicurare la manipolazione di
precisione del nastro morbido
mediante il sistema di trasporto della
linea di stagnatura
• assicurare un buono svolgimento
e avvolgimento di precisione
sull´avvolgitore nella linea di
stagnatura
I fabbricanti di pannelli che desiderano
ridurre la sollecitazione sulla cella dopo lo
stringing, dovrebbero esaminare il proprio
sistema di svolgimento sullo stringer
per evitare l’indurimento del nastro e la
centinatura durante lo svolgimento.
Alcuni fabbricanti di pannelli hanno
adottato un progetto di pannello
alternativo con tre o persino quattro nastri
più piccoli per cella (anziché due) che
riduce ulteriormente la sollecitazione sulle
celle dopo lo stringing.
Parametri critici: la centinatura
Al fine di assicurare l’installazione retta del
nastro di connessione durante lo stringing,
è importante mantenere dei bassi valori di
centinatura.
La produzione di pannelli solari è
diventata un processo completamente
automatico con velocità di stringing in
aumento. Gli stringer ad alto rendimento
completamente automatizzati possono
essere sottoposti a inutili tempi morti
dovuti a una centinatura eccessiva del
nastro di connessione che si verifica
durante il processo. Il nastro con una
centinatura eccessiva può essere
addirittura la causa di giunti saldati deboli
o di un aumento della quantità di scarti
nello stringer.
Attualmente, l’obiettivo è di ottenere
normalmente una centinatura di <5mm/
metro. Si è manifestata la tendenza a
ottenere requisiti di centinatura sempre
più stretti che richiedono valutazioni
dettagliate del processo di produzione del
nastro fotovoltaico e dello svolgimento
sullo stringer durante la fabbricazione del
pannello.
Per ridurre al minimo la centinatura,
i fabbricanti di nastro fotovoltaico
devono considerare le seguenti aree di
miglioramento:
• Precisione di avvolgimento degli strati
sull’avvolgitore, che richiede una
meccanica di precisione e un accurato
controllo del processo
• Qualità uniforme del nastro, in
particolare una bassa tolleranza dello
spessore del rivestimento
• Selezione di bobine di dimensioni
adeguate
I fabbricanti sono consapevoli dei limiti
della minima centinatura possibile al
▼ ▼ Figura 4: Fasi di produzione nel processo di stagnatura tradizionale e PlasmaPREPLATE per la produzione di nastro
fotovoltaico
FASE 1:
FASE 2:
FASE 3:
FASE 4:
Avvolgi-
mento
Takeup
Takeup
Takeup
Lamina-
zione Ricottura
Rinsing Hot Dip
PlasmaPREPLATE Hot Dip
Processo tradizionale di stagnatura per immersione in bagno caldo
Lamina-
zione
Avvolgi-
mento
Avvolgi-
mento
Avvolgi-
mento
Deca-
paggio Lavaggio Fluss-aggio
Immer-
sione in
bagno
caldo
Immer-
si ne n
bagno
caldo
Svolgi
mento
PlasmaPREPLATE nel processo di stagnatura per immersione in bagno caldo
Svolgi
mento
Svolgi
mento
Svolgi
mento