La serigrafía plana es actualmente el proceso estándar para la metalización de células solares de silicio y muchos otros componentes electrónicos. Investigadores del Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar ISE han utilizado, por primera vez, serigrafía rotativa e impresión flexográfica para este proceso, logrando multiplicar el rendimiento de impresión por 1,5 y aumentar la rapidez del ciclo de laminación a 0,6 segundos por celda solar. El nuevo proceso también se puede utilizar para la impresión funcional en el campo de la tecnología del hidrógeno, los sensores o la electrónica de potencia.
Actualmente, la metalización mediante serigrafía se limita a un rendimiento de alrededor de 0,9 segundos por celda solar y pista. La presión es, por tanto, un cuello de botella en el proceso de producción de células solares de silicio, y también en el proceso de recubrimiento de componentes de carga general en muchos otros sectores, explican los investigadores.
Para poder aumentar aún más el rendimiento de la metalización, un consorcio liderado por ASYS Automation Systems GmbH y Fraunhofer ISE desarrolló un sistema de demostración para la metalización de alto rendimiento de células solares de silicio y otros componentes electrónicos. Como parte de una prueba de concepto, ahora han podido demostrar que el rendimiento del proceso de impresión se puede aumentar en un factor de 1,5.
Es decir, que este sistema tiene el potencial técnico para duplicar el rendimiento en comparación con los sistemas de serigrafía plana.
Descripción del proceso
El proceso tiene un sistema de transporte de alto rendimiento recientemente desarrollado. Los componentes a recubrir se transportan en lanzaderas autónomas con alta velocidad y precisión mediante unidades de impresión de la empresa suiza de ingeniería mecánica Gallus Ferd.
Dependiendo de los requisitos, se puede encender una unidad de serigrafía rotativa o una unidad de impresión flexográfica, y también se pueden integrar otros procesos de impresión y recubrimiento, como la dosificación de boquillas múltiples y la impresión de huecograbado debido al diseño modular.
Aplicaciones
Las posibles áreas de aplicación del nuevo sistema van mucho más allá de la metalización de células solares de silicio. Si bien la gran mayoría de los sistemas de impresión y recubrimiento en el mercado funcionan de acuerdo con el principio de ‘redondo a redondo’ y, por lo tanto, se limitan a sustratos en forma de banda, este sistema aborda el recubrimiento de alto rendimiento de componentes de productos en piezas, como las células solares, placas de circuitos, tarjetas con chip y muchos otros componentes.
El proceso y el sistema se desarrollaron en los proyectos de investigación Rock-Star y Rock-IT y fueron financiados por el Ministerio Federal de Educación e Investigación (BMBF) y el Ministerio Federal de Economía y Clima BMWK (anteriormente BMWi).