Contactado de microcélulas solares mediante procesos de electrónica impresa

Zhou, Jing (2020). Contactado de microcélulas solares mediante procesos de electrónica impresa. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Diseño Industrial (UPM), Madrid.

Description

Title: Contactado de microcélulas solares mediante procesos de electrónica impresa
Author/s:
  • Zhou, Jing
Contributor/s:
  • Domínguez Domínguez, César
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática
Date: 2020
Subjects:
Freetext Keywords: (SPA)Célula solar; Concentración fotovoltaica (CPV); Electrónica impresa; Escritura directa; Voltera V-One (ENG)Solar Cell; Concentrator photovoltaics (CPV); Printed Electronics; Direct Writing; Voltera V-One
Faculty: E.T.S.I. Diseño Industrial (UPM)
Department: Ingeniería Eléctrica, Electrónica Automática y Física Aplicada
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

(SPA)El gran crecimiento experimentado por la tecnología de energía solar fotovoltaica en la última década ha posibilitado importantes reducciones de costes por el abaratamiento del coste del panel plano de silicio. Los sistemas de concentración fotovoltaica tienen como objetivo seguir abaratando la electricidad solar por la vía de incrementar la eficiencia de conversión. En estos sistemas se utiliza un sistema óptico que concentra la luz sobre una célula solar de pequeño tamaño, por lo que puede utilizarse unaestructura semiconductora que proporcione una eficiencia mucho mayor. Dentro de esta tecnología, en los sistemas de microconcentración, el tamaño de la célula se lleva por debajo del milímetro y todas las dimensiones del módulo, lente, etc. se reducen de forma proporcional, con lo que se incrementa la eficiencia de conversión y se reducen de forma significativa la cantidad de materiales y energía necesaria para su fabricación. Sin embargo, esta reducción de tamaño implica un aumento cuadrático del número de elementos (lentes, células, interconexiones...) a posicionar, lo que hace prohibitiva la interconexión de las células por los métodos clásicos en serie como el cosido de hilo de oro (wire bonding) y deben desarrollarse procesos alternativos de interconexión en paralelo, propios de la electrónica impresa. Este proyecto tiene como objetivo explorar el estado del arte de estas técnicas cómo sustitución del proceso de wire bonding, y explorar la posibilidad de impresión de los contactos mediante una innovadora impresora 3D de circuitos impresos, la Voltera V-One, basada en procesos aditivos. En base a los resultados experimentales obtenidos, se considera que la impresora tiene potencial para producir contactos eléctricos adecuados para las células de microconcentración. Sin embargo, aparecen dificultades cuando existe desnivel entre las superficies a imprimir, probablemente debidas al sistema de control de altura del cabezal de deposición.(ENG)Photovoltaic solar energy technology has experienced a great growth in the last decade and has made possible important cost reductions due to the lower cost of the silicon flat panel. Concentrating photovoltaic systems aim to further reduce the cost of solar electricity by increasing conversion efficiency. These systems use an optical system that concentrates light onto a small solar cell, so a semiconductor structure can be used to provide much higher efficiency. Within this technology, in micro-concentration systems, the cell size is below the millimeter scale and all the dimensions of the module, lens, etc. are proportionally reduced, thus the conversion efficiency increases and reduces significantly the amount of materials and energy needed for its manufacture. However, this size reduction implies a quadratic increase in the number of elements (lenses, cells, interconnections...) to be positioned, which makes it prohibitive to interconnect the cells by classic serial methods such as wire bonding, and alternative parallel interconnection processes, typical of printed electronics, must be developed. This project aims to explore the state of the art of these techniques as a replacement for the wire bonding process, and to explore the possibility of printing the contacts using an innovative 3D printed circuit printer, the Voltera V-One, based on additive processes. Based on the experimental results obtained, it is considered that the printer has the potential to produce electrical contacts suitable for microconcentration cells. However, difficulties come out when there is unevenness between the surfaces to be printed, probably due to the deposition head height control system.

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Item ID: 63113
DC Identifier: http://oa.upm.es/63113/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:63113
Deposited by: Jing Zhou
Deposited on: 22 Jul 2020 08:44
Last Modified: 22 Jul 2020 10:51
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