EoW November 2013

Articolo tecnico

Specifiche e requisiti del nastro fotovoltaico Il conduttore o materiale di base del nastro fotovoltaico è il rame ad alta conduttività e purezza. Generalmente, il rame che si utilizza nei nastri fotovoltaici è il rame ETP, “ DIP Form ” o rame senza ossigeno (OFC: CD-110, CD-101, CD-102). Il filo di rame viene laminato in un laminatoio per produrre nastri di rame che vengono successivamente stagnati/ saldati in una linea di stagnatura per la produzione di nastro fotovoltaico. Alcuni produttori utilizzano un processo alternativo di taglio di strisce di rame per produrre nastri di rame che generalmente sono di qualità inferiore. La gamma di dimensioni di nastri di rame nudi (materiale di alimentazione della linea di stagnatura) è la seguente: • Barre collettrici fotovoltaiche : larghezza [3-6mm] x spessore [0,2-0,5mm] • Nastri di connessione : larghezza [1-3mm] x spessore [0,08-0,2mm] Le tolleranze per il nastro di rame variano da produttore a produttore. Esse dipendono principalmente dal tipo di laminatoi utilizzati, dalla qualità del materiale di alimentazione e dal know-how del fabbricante. Le tolleranze tipiche per i produttori con buone capacità di laminazione sono: • Tolleranza di ampiezza: ±8±15 micron • Tolleranza di spessore: ±8±13 micron Le proprietà meccaniche del nastro fotovoltaico che richiedono normalmente i fabbricanti di pannelli sono: • Resistenza alla trazione: <250 MPa • Allungamento: >20% • Centinatura: <0,5% [5mm su un campione di 1m di lunghezza]

La composizione delle leghe di saldatura utilizzate in un nastro fotovoltaico può variare. Essa dipende dalla tecnica di stringing o di saldatura delle celle utilizzata dal fabbricante di pannelli per le norme locali in materia di salute e di sicurezza per quanto riguarda la fabbricazione degli stessi. Le composizioni delle leghe di saldatura tradizionali sono le seguenti: • Lega di saldatura senza piombo: Sn 100 • Lega di saldatura con piombo: SnPb 60/40 • Lega di saldatura contenente argento: SnAg 96,5/3,5; SnAgCu 96,5/3,0/0,5 • Lega di saldatura contenente piombo e argento: SnPbAg 62/36/2 • Lega di saldatura a bassa temperatura: BiSn 57/43; BiSnAg 57,7/42/0,3 Lo spessore del rivestimento di saldatura varia da 10 a 40 micron con tolleranze fra ±10% e ±30%. Lo spessore del rivestimento di saldatura più comune è 20 micron ±4 micron. Esistono tre tipi di tecniche per misurare lo spessore del rivestimento di saldatura: • Raggi X: misurazione fuori linea utilizzata per misurare lo spessore di un lato • Micrometro manuale: misurazione fuori linea per misurare lo spessore totale di due lati del rivestimento • Laser: misurazione in linea che si può installare nella linea di stagnatura per misurare lo spessore totale dei due lati del rivestimento durante la produzione di nastri fotovoltaici Il nastro fotovoltaico viene anche controllato visivamente o con un microscopio per esaminare la qualità del rivestimento che non dovrebbe presentare difetti come macchie, residui, sbavature, incisioni, decolorazione, rame nudo visibile attraverso il rivestimento di saldatura, piccoli fori e altri tipi di difetti meccanici. La maggior parte delle specifiche e delle tecniche di misurazione sopra citate è specificata nelle norme per nastri fotovoltaici presentate nell’agosto 2011, disponibili sul sito web www.semi.org. Queste comprendono: • SEMI PV18-0811: guida per specificare un nastro di connessione fotovoltaico • SEMI PV19-0811: guida per collaudare le caratteristiche di un nastro di connessione fotovoltaico

Il nastro fotovoltaico è un componente chiave del pannello solare ed è un fattore importante che determina l’efficienza e la durata dei pannelli. L’elevata efficienza e durata del pannello solare si possono ottenere solamente con un nastro fotovoltaico di buona qualità installato correttamente nel pannello solare. Un nastro fotovoltaico di buona qualità può inoltre migliorare l’efficienza di produzione del pannello e di conseguenza ridurre la percentuale di scarti. Per garantire un’elevata produttività del processo di connessione fra celle solari (ovvero il processo di collegamento in serie noto anche come stringing ) è necessario utilizzare un nastro di buona qualità, diritto, morbido e saldato correttamente. Inoltre bisogna assicurare un posizionamento accurato del nastro fotovoltaico durante il processo di stringing/tabbing. Un nastro di connes- sione di buona qualità consentirà di ridurre inevitabilmente i tempi morti della saldatrice di celle fotovoltaiche (stringer) e la percentuale di scarti. Gli attuali stringer ad alta velocità richiedono specifiche di nastro molto esigenti. Le tre tendenze chiave per quanto riguarda le specifiche per nastro fotovoltaico includono: • Tolleranze sempre più strette di spessore di saldatura e di rettilineità del nastro richieste dagli equipaggiamenti di connessione delle celle ad alto rendimento completamente automatizzate di nuova generazione • Limiti di elasticità del nastro più bassi (Rp0,2%) necessari per celle solari sempre più sottili • Nuove strutture di pannelli che utilizzano tre nastri di connessione per cella anziché due, data la crescente richiesta di nastri più piccoli (più stretti e più spessi). Ciò comporta, a sua volta, un aumento della capacità delle linee di stagnatura di precisione per nastri di connessione di dimensioni ridotte ▲ ▲ Figura 2 : Pannello solare con nastri interconnessi saldati su celle e barra collettrice attorno al perimetro del pannello

• Limite di elasticità (Rp0,2%) • Rigido/semirigido >120MPa • Morbido <80MPa • Supermorbido <65MPa

La rettilineità del nastro fotovoltaico, nota anche come centinatura; si misura in termini di millimetri di deviazione da una linea retta in un campione di un metro di lunghezza. Il livello massimo di centinatura è determinato dal processo di stringing e varia generalmente fra <8 e <5mm/m.

▼ ▼ Figura 3 : Sezione trasversale di un nastro di rame stagnato per immersione in bagno caldo tradizionale

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