Tecnología de encapsulación hermética asistida por láser para módulos fotovoltaicos de perovskita

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Pixel Voltaic, una spin-off de la Universidad portuguesa de Oporto, ha desarrollado una novedosa tecnología de encapsulación hermética asistida por láser que es adecuada para sellar dispositivos y paneles solares de perovskita y células solares sensibilizadas por colorante (DSSC) en solitario con áreas de hasta 30 cm x 30 cm.

“Gracias a nuestro novedoso proceso, podemos sellar herméticamente todo tipo de dispositivos fotovoltaicos, circulares o cuadrados, con nuestra tecnología de encapsulación vidrio-vidrio o vidrio-metal asistida por láser”, declaró Tiago Lagarteira, consejero delegado de Pixel Voltaic, a pv magazine.

El primer sistema de la empresa es un proceso por lotes con capacidad para sellar entre 70 y 80 dispositivos al día, según Lagarteira. Se puede encargar directamente a la empresa.

La hoja de ruta tecnológica de la empresa es aumentar la capacidad para dar cabida a áreas de dispositivos más grandes, de hasta 1 m2, y modificar el proceso para que funcione dentro de una línea rollo a rollo.

La oportunidad de negocio más inmediata es suministrar equipos al creciente número de fabricantes de módulos fotovoltaicos de interior, así como a institutos de investigación. “Las tecnologías solares de perovskita y sensibilizadas por colorante tienen un gran potencial como extensores de batería para dispositivos del Internet de las Cosas que ofrecen más de un 30 % de eficiencia de conversión de energía en interiores”, afirma Lagarteira.

Además, Pixel Voltaic ofrece servicios de sellado a empresas o grupos que no dispongan de equipos propios.

La lista de referencias de la empresa incluye el Centro de Energía Solar Híbrida y Orgánica (CHOSE) de la Universidad de Roma Tor Vergata, la empresa francesa de DSSC G-Lyte, el especialista en perovskita SOLRA-PV, una empresa derivada de la Universidad Hebrea de Jerusalén.

Según se informa, la unión se realiza a temperaturas de entre 65 C y 140 ºC, lo que la hace adecuada para las células de perovskita. Según Lagarteira, la temperatura de procesamiento es muy inferior a la de un método típico de termo-compresión, que requiere una temperatura de 390 ºC.

“Supone un cambio en la estabilidad de la protección de materiales fotovoltaicos sensibles. La unión de material de esmalte de vidrio es superior a la alternativa de sellados termoplásticos y adhesivos, que no son necesariamente herméticos. El sellado cumple la prueba de fugas de helio definida en la norma de sistemas electrónicos militares y aeroespaciales, conocida como MIL-STD-883H”, afirma Lagarteira. “La norma MIL-STD-883H define el encapsulado como hermético cuando la tasa de fuga de helio es inferior a 5×10-8 atm cm3 s-1”.

El sistema Laserbox de Pixel Voltaic mide 2.000 mm x 1.000 mm x 2.000 mm y consume 5.000 W de energía. Su fuente láser es un granate de aluminio e itrio dopado con neodimio de onda continua (CW Nd:YAG) con una potencia de 100 W. Es opcional una cámara atmosférica de sellado controlable, con aire seco, nitrógeno o argón. La caja de la unidad es extraíble y puede precalentarse. Su altura puede ajustarse mediante un sistema robótico incorporado.

El sistema utiliza dos cámaras, una de alta resolución con zoom óptico para grabar vídeos del proceso de sellado y controlar y supervisar el proceso de fusión por láser infrarrojo, y una cámara bidimensional de visión artificial. Esta última procede del fabricante alemán de electrónica SICK AG. Utiliza el reconocimiento de patrones para alinear automáticamente el rayo láser.

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