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Artículo técnico
Noviembre 2013
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www.read-eurowire.comcitadas son especificadas en las normas
para cintas fotovoltaicas de agosto de
2011, disponibles en la página web www.
semi.org. Éstas incluyen:
• SEMI PV18-0811: guía para especificar
una cinta de interconexión fotovoltaica
• SEMI PV19-0811: guía para probar
las características de una cinta de
interconexión fotovoltaica
Los productos de cinta fotovoltaica
acabados son dispuestos en bobinas/
carretes o discos/bobinas planas. Las
bobinas más comunes que se usan para
la cinta fotovoltaica en Europa son las DIN
K125, K160, K200 y K250, mientras que en
Asia se usan también las P4 y P10.
Parámetros críticos
de calidad para
la cinta fotovoltaica
Las especificaciones para cinta fotovoltaica
citadas son importantes relativamente.
El tipo de cobre y su pureza determinan
la conductividad del material y el nivel
máximo de suavidad que se pueden
alcanzar en la cinta. La composición
de la aleación de soldadura, el espesor
y la composición del recubrimiento
influencian la calidad de la soldadura y la
durabilidad del panel.
Es importante tener un valor de
alargamiento alto en la cinta fotovoltaica
para evitar la rotura de la soldadura
entre la barra colectora y la cinta de
interconexión, lo que puede ocurrir a
causa de estiramientos o tensiones por
oscilaciones de temperatura durante el
funcionamiento del panel.
Las fluctuaciones de temperatura con-
tinuas diarias, a veces extremas, durante
el funcionamiento del panel solar ponen
las juntas de soldadura a prueba durante
la vida útil del panel que es por término
medio de 25 años.
Los dos parámetros críticos para la
mayoría de los fabricantes de cinta
fotovoltaica son el alabeo y el límite de
elasticidad. A muchos fabricantes de cinta
fotovoltaica les resulta difícil conseguir
una cinta muy blanda y al mismo tiempo
rectilínea.
Conseguir una cinta suficientemente
blanda con valores de alabeo bajos puede
ser determinante para adjudicarse o
perder un contrato de suministro.
Por consiguiente, los fabricantes tienen
que mejorar continuamente sus técnicas
de
laminación,
recocido,
estañado
y manejo del material para cumplir
especificaciones de productos cada vez
más exigentes.
Parámetros críticos: límite de elasticidad
El coeficiente de dilatación térmica
del cobre es diferente del coeficiente
de dilatación térmica del silicio. La
cinta de interconexión es soldada en
la célula de silicio a temperaturas de
aproximadamente 200ºC. El enfriamiento
posterior a la soldadura hace que el
material se combe. Esto puede llevar a la
rotura de los cristales de silicio. Las cintas
de interconexión con límites de elasticidad
bajos reducen la tensión en las células
de silicio después de su soldadura y, por
consiguiente, la cantidad de desechos.
El uso de células solares cada vez más
delgadas determina la demanda de cintas
con límites de elasticidad cada vez más
bajos (Rp0,2%). Tan sólo hace unos años,
se usaban células solares de 300 micrones
de espesor. Dichas células pueden
soportar la tensión de cintas con límite
de elasticidad <120MPa. En el día de hoy,
es normal encontrar células de 160-180
micrones de espesor y, por consiguiente,
es normal encontrar cintas con límite
elástico <70MPa-<80MPa.
Es probable que el espesor medio
de las células continúe reduciéndose
presionando más a los fabricantes de
cintas para que bajen también el límite de
elasticidad por debajo de 65MPa.
Para reducir el límite de elasticidad de la
cinta fotovoltaica los fabricantes deberían
considerar los factores siguientes:
• seleccionar material de cobre de
partida apropiado
• seleccionar técnicas de laminación y
recocido correctas
• asegurar el manejo de la cinta blanda
con precisión mediante el sistema de
transporte de la línea de estañado
• asegurar un buen desenrollado y un
enrollado de precisión en el enrollador
de la línea de estañado
Los fabricantes de paneles que quieren
reducir la tensión en la célula después
del proceso de interconexión deberían
examinar el sistema de desenrollado de
su soldadora de células para evitar el
endurecimiento y el alabeo de la cinta
durante el desenrollado.
Algunos fabricantes de paneles han
adoptado un tipo de panel alternativo con
tres o incluso cuatro cintas más pequeñas
por célula (en lugar de dos), lo que reduce
ulteriormente la tensión en las células
después del proceso de interconexión.
Parámetro crítico: alabeo
Para asegurar la instalación recta de la
cinta durante el proceso de interconexión
es importante tener valores de alabeo
bajos.
La producción de paneles solares se ha
convertido en un proceso completamente
automatizado
con
velocidades
de
conexión de células en aumento. Las
soldadoras
de
células
fotovoltaicas
de alto rendimiento completamente
automatizadas pueden tener tiempos
muertos innecesarios debidos a un alabeo
excesivo de la cinta de interconexión
ocurrido durante su procesado. La cinta
con un alabeo excesivo puede incluso ser
la causa de juntas de soldadura débiles
o de un aumento de la cantidad de
desechos en la soldadora. Actualmente, se
intenta obtener un alabeo <5mm/metro.
La tendencia es intentar obtener valores
de alabeo muy estrictos que requieren
controles detallados del proceso de
producción de la cinta fotovoltaica y del
desenrollado en la soldadora durante la
fabricación del panel.
Para reducir al mínimo el alabeo, los
fabricantes de cinta fotovoltaica deben
considerar los factores de mejora
siguientes:
▼
▼
Figura 4
:
Fases de producción en el proceso de estañado convencional y PlasmaPREPLATE para la producción de
cinta fotovoltaica
FASE 1:
FASE 2:
FASE 3:
FASE 4:
Desen-
rollado
Takeup
Lami-
nación
Rolling
Annealing
Pickling Rinsing Fluxing Hot Dip
PlasmaPREPLATE Hot Dip
Proceso convencional de estañado por inmersión en baño caliente
PlasmaPREPLATE en el proceso de estañado por inmersión en baño caliente
Desen-
rollado
Lami-
nación
Recocido
Deca-
pado Lavado
Trata-
miento
con fun-
dente
Inmer-
sión en
baño
caliente
Enrol-
lado
Enrol-
lado
Enrol-
lado
Enrol-
lado
Inmer-
sión en
baño
caliente
Desen-
rollado
Desen-
rollado