Investigadores de la Universidad de Zhejiang (China) han desarrollado una nueva técnica de fabricación para producir lingotes de silicio monofundido (CM-Si) de alta calidad con una proporción monocristalina estable para aplicaciones de células solares.
Los lingotes y obleas monocristalinas para aplicaciones fotovoltaicas se fabrican con silicio fundido sembrado, que también se conoce como silicio monocristalino fundido o cuasi monocristalino. El proceso de mono fundido facilita la producción de materiales de oblea “monocristalinos” utilizando un horno multicristalino modificado, al tiempo que evita la costosa inversión en maquinaria de extracción de lingotes. Las obleas cast-mono son menos susceptibles a la recombinación causada por los defectos de boro-oxígeno y tienen la ventaja de una menor degradación inducida por la luz.
“Nuestro objetivo en este trabajo era aumentar la tolerancia del crecimiento hacia el interior de los granos multicristalinos laterales y mantener la proporción monocristalina estable con bordes más estrechos”, dijo el investigador Shuai Yuan. “Nuestro nuevo método debería ayudar a los fabricantes de piezas de fundición industriales a mejorar el rendimiento del coste global de los lingotes de fundición”.
Tomaron fotos de mapeo de fotoluminiscencia (PL) de secciones verticales de un lingote monocristalino de colada normal (lingote A), y del silicio compuesto hecho de CM-Si y HPM-Si (lingote B). Descubrieron que los defectos de los nueve ladrillos centrales del lingote B estaban mejor controlados, lo que supuestamente demuestra que la calidad de los ladrillos del lingote B se acerca a la de los ladrillos HPM-Si y CZ-Si normales.
“En otras palabras, se puede garantizar el rendimiento del silicio monocristalino fundido, y el coste global se reduce notablemente”, dijeron los científicos. “Este trabajo introduce un método de fabricación de lingotes de silicio fundido compuesto que contiene ladrillos monocristalinos y multicristalinos de alto rendimiento”.
Describieron el nuevo proceso de fabricación en “Lingote de silicio compuesto de mayor calidad con ladrillos monocristalinos y multicristalinos“, que se publicó recientemente en Solar Energy.
La fabricación de monocristales fundidos surgió a principios de la década, pero su importancia se ha desvanecido por la falta de capacidad de las líneas de producción. Sin embargo, con paneles monocristalinos más eficientes que superan a los multicristalinos como estándar de la industria, los productores multicristalinos han vuelto a la tecnología de mono fundido.
En 2019, Canadian Solar dijo que había logrado una eficiencia del 22,8% para su célula solar multicristalina P5 de tipo p, basada en la tecnología mono cast. Solo unos meses antes, su rival GCL Systems Integration presentó módulos de tecnología mono fundida con una eficiencia del 18,9%.
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