نقره همچنان در هادی‌های پنل‌های خورشیدی غالب است

آیا تا به حال تعجب کرده اید که چگونه این پنل های خورشیدی درخشان سلول های خورشیدی بی شماری را به هم متصل می کنند تا انرژی الکتریکی قابل توجهی تولید کنند؟این ارتباط ها از همه چیز دور هستند، آنها زیرساخت های حیاتی را نشان می دهند که کارایی یک پنل خورشیدی را تعیین می کنند.در قلب این سیستم یک قهرمان ناشناخته وجود دارد: ارتباطات متالیکی، با نقره به عنوان ماده انتخاب شده.

سلول های خورشیدی، واحدهای اساسی پنل های خورشیدی، نور خورشید را مستقیماً از طریق اثر خورشیدی به برق تبدیل می کنند. با این حال، سلول های فردی ولتاژ و جریان محدودی تولید می کنند.مثل رگ هاي خوني که مواد مغذي رو در بدن پخش ميکنن، ارتباطات متالیکی به عنوان سیستم گردش خون پنل های خورشیدی عمل می کنند که برق را از سلول های متعدد به قدرت قابل استفاده تبدیل می کنند.

مواد متصل به هم تاثیر عمیقی بر سه معیار کلیدی عملکرد دارند:

• رسانایی:به حداقل رساندن مقاومت برای کاهش تلفات انرژی
• قابلیت سولدر شدن:تضمین پیوند قابل اعتماد بین سلول ها
• انعطاف پذیری زیست محیطی:با مقاومت در برابر دهه های چرخه حرارتی و قرار گرفتن در معرض رطوبت

در میان فلزات رسانا، نقره به دلیل مزایای فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد خود متمایز است:

رسانایی عالی:نقره با کمترین مقاومت از تمام فلزات، از دست دادن برق را به حداقل می رساند در حالی که مس به رسانایی نقره نزدیک می شودعدم مقاومت قابل مقایسه در برابر اکسیداسیون یک عامل حیاتی برای تاسیسات در فضای باز.

پيوند قابل اعتماد:نقره مفاصل محکم متالورژیکی را با الکترود های سلول مشترک (معمولا نقره یا آلومینیوم) تشکیل می دهد و تولید را ساده می کند در حالی که ثبات مکانیکی طولانی مدت را تضمین می کند.این ویژگی به طور مستقیم بر قابلیت اطمینان پنل و بازده تولید تاثیر می گذارد.

مقاومت در برابر خوردگی:بر خلاف مس یا آلومینیوم که نیاز به پوشش های محافظتی دارند، نقره به طور طبیعی در برابر اکسیداسیون مقاومت می کند.

بررسی میکروسکوپی نشان می دهد الگوهای شبکه پیچیده ای بر روی سلول های خورشیدی وجود دارد. این الکترودهای پسته نقره ای سینتر شده هستند. این ماده تخصصی ترکیبی از:

• پودر نقره (فاز رسانا)
• فرات شیشه ای (مدار اتصال)
• وسیله های ارگانیک (نخست چاپی)

این الکترودها از طریق چاپ صفحه نمایش و در دمای بالا استفاده می شوند و جریان تولید شده را جمع آوری می کنند و در عین حال تا 1٪ کارایی مطلق را تحت تاثیر قرار می دهند.

در حالی که نقره بر ارتباط های جلویی غلبه می کند، فلزات دیگر نقش های تخصصی را انجام می دهند:

مس:اغلب برای هادی های عقب و سیم کشی داخلی استفاده می شود ، اغلب با پوشش قلع برای جلوگیری از اکسیداسیون. تعادل هادی و هزینه آن را برای مسیرهای جریان غیر بحرانی ایده آل می کند.

آلومینیوم:ارزش برای قاب های سبک وزن و لایه های میدان پشت سطح. پیشرفت های اخیر در اتصال سیم آلومینیوم ممکن است تسلط نقره را در کاربردهای خاص به چالش بکشد.

قفس:در درجه اول به عنوان مواد جوش و پوشش محافظ استفاده می شود و از ویژگی های مرطوب کننده عالی و پایداری زیست محیطی برخوردار است.

با توجه به اینکه نقره تقریباً 10٪ از هزینه های تولید پانل را تشکیل می دهد ، صنعت به طور فعال به دنبال مواد جایگزین است. آلومینیوم به دلیل:

• ذخایر فراوانی جهانی
• ۹۰ درصد کاهش هزینه در مقایسه با نقره
• بهبود مداوم در تکنیک های چسبندگی

پیشرفت های اخیر در جوش و جوش فوق صوتی و چسب های رسانا ممکن است در طی این دهه، استفاده گسترده تر از آلومینیوم را امکان پذیر کند.

با طول عمر پانل های خورشیدی بیش از 25 سال، زیرساخت های بازیافت به طور فزاینده ای مهم می شوند. بازیابی نقره از پانل های خارج از کار می تواند 15-20٪ از تقاضای آینده فتوولتائیک را تامین کند.همزمان کاهش اثرات معدن و هزینه های تولیددر حال حاضر فرآیندهای تخصصی بیش از 95٪ میزان بازیابی فلز را به دست می آورند و از اهداف اقتصاد دایره ای در انرژی های تجدید پذیر حمایت می کنند.

تکامل ارتباطات خورشیدی نشان می دهد که چگونه علم مواد در زیر پیشرفت انرژی پاک قرار دارد. در حالی که نقره در حال حاضر عملکرد مطلوب را ارائه می دهد،نوآوری های مداوم وعده می دهد تا هم پایداری و هم مقرون به صرفه در فن آوری خورشیدی را افزایش دهد.