EoW November 2013

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Artículo técnico
Noviembre 2013 92
La cinta fotovoltaica es un componente
clave del panel solar y un factor
importante que determina la eficiencia y la
durabilidad de los paneles.
La alta eficiencia y durabilidad del panel
solar se puede lograr solamente con
una cinta fotovoltaica de buena calidad
instalada correctamente en el panel solar.
Una cinta fotovoltaica de buena calidad
también puede mejorar la eficiencia de
producción del panel y, por consiguiente,
reducir la cantidad de desechos.
Para asegurar la alta productividad del
proceso de interconexión de células
fotovoltaicas (stringing ), es necesario
usar una cinta de buena calidad, derecha,
blanda y bien soldada. Durante el proceso
de soldadura e interconexión de las células
se debe colocar cuidadosamente la cinta
fotovoltaica. Una cinta de interconexión
de buena calidad reducirá los tiempos
muertos de la soldadora de células
fotovoltaicas (stringer) y la cantidad de
desechos. Las soldadoras de alta velocidad
actuales requieren cintas con propiedades
cada vez más estrictas.
Las tres tendencias clave de las
especificaciones para cinta fotovoltaica
incluyen:
• Tolerancias cada vez más estrechas
en lo que se refiere a espesor de la
aleación de soldadura y a planaridad
de la cinta, requeridas por soldadoras
de alto rendimiento completamente
automatizadas de nueva generación
• Límites de elasticidad de la cinta más
bajos (Rp0,2%) necesarios para células
solares cada vez más delgadas
• Nuevos diseños de paneles que
utilizan tres cintas de interconexión
por célula en lugar de dos debido a la
creciente demanda de cintas cada vez
más pequeñas (más estrechas y más
espesas). A su vez, esto determina el
aumento de capacidad de las líneas
de estañado de precisión para cintas
de interconexión de dimensiones
reducidas
Especificaciones y
requisitos de la
cinta fotovoltaica
El conductor o material base de la
cinta fotovoltaica es cobre de alta
conductividad y pureza. Normalmente,
el cobre que se usa para las cintas
fotovoltaicas es cobre ETP, “DIP Form” o
cobre sin oxígeno (OFC: CD-110, CD-101,
CD-102).
El alambre de cobre es laminado en un
equipo de laminación para producir cintas
de cobre que luego se estañan/sueldan en
una línea de estañado para producir cinta
fotovoltaica.
Algunos productores usan un proceso
alternativo de corte de tiras de cobre
para producir cintas de cobre que,
generalmente, son de baja calidad.
La gama de dimensiones de cintas de
cobre desnudas (material de partida de la
línea de estañado) es la siguiente:
• Barras colectoras fotovoltaicas : ancho
[3-6mm] x espesor [0,2-0,5mm]
• Cinta de interconexión: ancho [1-3mm]
x espesor [0,08-0,2mm]
Las tolerancias para la cinta de cobre
varían entre los productores. Dependen
principalmente del tipo de equipos de
laminación usados, la calidad del material
de partida y los conocimientos técnicos
del fabricante. Las tolerancias típicas para
productores con buenas capacidades de
laminación son:
• Tolerancia de ancho: ±8-±15 micrones
• Tolerancia de espesor: ±8-±13
micrones
Las propiedades mecánicas de la cinta
fotovoltaica que normalmente requieren
los fabricantes de paneles son:
• Resistencia a la tracción: <250MPa
• Alargamiento: >20%
• Alabeo: <0,5% [5mm en una muestra
de 1m de longitud]
• Límite de elasticidad (Rp0,2%)
• Duro/semiduro >120MPa
• Blando <80MPa
• Extra blando <65MPa
La planaridad de la cinta fotovoltaica,
conocida también como alabeo, se mide
en términos de milímetros de desviación
de una línea recta en una muestra de un
metro de longitud. El nivel máximo de
alabeo es determinado por el proceso de
interconexión de células y normalmente
está en un rango de entre 8 y <5mm/
metro.
La composición de las aleaciones de
soldadura que se usan en una cinta
fotovoltaica puede variar. Ésta depende
de la técnica de interconexión/soldadura
usada por el fabricante de paneles y por
las normas locales en materia de salud y
seguridad relacionadas con la fabricación
de paneles.
Las composiciones de las aleaciones
de soldadura convencionales son las
siguientes:
• Aleación de soldadura sin plomo:
Sn 100
• Aleación de soldadura con plomo:
SnPb 60/40
• Aleación de soldadura con plata:
SnAg 96.5/3.5; SnAgCu 96.5/3.0/0.5
• Aleación de soldadura con plomo y
plata: SnPbAg 62/36/2
• Aleación de soldadura a baja
temperatura: BiSn 57/43; BiSnAg
57,7/42/0,3
El espesor del recubrimiento de soldadura
varía de 10 a 40 micrones con tolerancias
de entre ±10% y ±30%. El espesor del
recubrimiento de soldadura más común es
20 micrones ±4 micrones.
Hay tres técnicas para medir el espesor del
recubrimiento de soldadura:
• Rayos X: medición fuera de línea para
medir el espesor de un lado
• Micrómetro manual: medición fuera
de línea para medir el espesor total de
dos lados del recubrimiento
• Láser: medición en línea que se puede
integrar en la línea de estañado para
medir el espesor total de dos lados del
recubrimiento durante la producción
de cintas fotovoltaicas
La cinta fotovoltaica se inspecciona
también visualmente o con un
microscopio para examinar la calidad del
recubrimiento, que no debería presentar
defectos como manchas, desechos,
rebabas, mellas, decoloración, cobre
desnudo visible a través del recubrimiento
de soldadura, agujeros pequeños y otros
tipos de defectos mecánicos.
La mayoría de las especificaciones y
técnicas de medición correspondientes
▲ ▲ Figura 2: Panel solar con cintas de interconexión
soldadas en la células y la barra colectora alrededor
del panel
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▼ Figura 3: Sección transversal de una cinta de cobre estañada por inmersión en baño caliente convencional