Reliable Interconnection of the Front Side Grid Fingers Using Silver-reduced Conductive Adhesives

AbstractElectrically conductive adhesives as an alternative interconnection technology can potentially avoid the need for busbars on crystalline silicon solar cells. The adhesive is applied to the grid fingers and the ribbons for module integration can be directly attached to them. We analyze the interconnection related power losses by establishing an electrical model and validating the model with experimental I-V curve data. The maximum error is 7% for one-cell-minimodules. In the following, we select silver-reduced adhesives and tin-coated ribbons to build minimodules and perform environmental chamber tests. The interconnection related cell-to-module losses are higher by 0.5% compared to standard soldering on busbars. The minimodules with silver-reduced glues and tin-coated ribbbons are stable in 1000h damp heat and degrade by a maximum of 3% after 200 thermal cycles. Only the highly Ag-filled acrylate failed the thermal cycling test

A Comprehensive Study of Intermetallic Compounds in Solar Cell Interconnections and their Growth Kinetics

AbstractIntermetallic compounds (IMC) in soldered interconnections influence the reliability of PV modules. Thus, the microstructure of solar cell interconnections and the growth of IMCs are to be investigated in this paper. Sn60Pb40 and Sn41Bi57Ag2 are chosen as alloy coatings of copper interconnectors and semi-automatically soldered to screen-printed front Ag-busbars of industrial mono-crystalline solar cells. The microstructure of the solder bonds is characterized with metallographic cross sections and confocal laser microscopy, as well as scanning electron microscopy and electron dispersive x-ray spectroscopy. The cross section samples are isothermally aged between 85°C to 150°C and for 15 hour to 155 hour to obtain the kinetic parameters of a diffusion-based growth model of the IMCs. The model is used to estimate the IMC thickness after 3000h at 85°C, and after 600 thermal cycles as well as after 25 years in the outdoor location Freiburg, Germany. It is found that extensive microstructural changes take place within the solder bonds during thermal aging. Grain coarsening within the solder matrix, in particular for Sn41Bi57Ag2 solders, is observed, which can lead to an entire Sn depletion of the solder matrix. Moreover, non-uniform Sn penetration and IMC growth at cavities and lead-glass particles of the busbar are observed for both solders, which is discussed in terms of its effect on metallization adhesion. Eventually, simulating the IMC growth for 3000h at 85°C forecasts a 3.7μm thick Ag3Sn IMC at the busbar for the Sn41Bi57Ag2 solder compared to 2.6μm for Sn60Pb40. The prognosis of the IMC thickness after 25 years in Freiburg yields an Ag3Sn thickness of 1.3μm for Sn41Bi57Ag2

Reduction of Thermomechanical Stress Using Electrically Conductive Adhesives

We compare the thermomechanical stresses in solar cell interconnections based on electrically conductive adhesives (ECA) with soldered joints by using bending experiments and finite element analysis (FEA). Additionally, the influence of an increasing number of busbars is studied. The FEA is validated by measuring the bending of cell strips after cooling down from a single-sided interconnection process. The material parameters are determined by tensile tests, microscopy and nanoindentation. The comparison of ECA and soldering shows that an elastomer with a Young's modulus of below 0.5 GPa is capable of reducing the thermomechanical stress effectively resulting in, approximately, a mean tensile stress in the ECA of 5 MPa, 110 MPa in the ribbon, and a maximum compressive stress in the silicon of 75 MPa. Increasing the number of busbars from three to five leads to a reduction in compressive stresses in the silicon and a slight increase of the peak tensile stress in the busbars

Silicon solar cell–integrated stress and temperature sensors for photovoltaic modules

We propose silicon solar cell–integrated stress and temperature sensors as a new approach for the stress and temperature measurement in photovoltaic (PV) modules. The solar cell–integrated sensors enable a direct and continuous in situ measurement of mechanical stress and temperature of solar cells within PV modules. In this work, we present a proof of concept for stress and temperature sensors on a silicon solar cell wafer. Both sensors were tested in a conventional PV module setup. For the stress sensor, a sensitivity of (−47.41 ± 0.14)%/GPa has been reached, and for the temperature sensor, a sensitivity of (3.557 ± 0.008) × 10$^{-3}$ K$^{-1}$ has been reached. These sensors can already be used in research for increased measurement accuracy of the temperature and the mechanical stress in PV modules because of the implementation at the precise location of the solar cells within a laminate stack, for process evaluation, in‐situ measurements in reliability tests, and the correlation with real exposure to climates

Fortschritte beim Aufbau Ost: Forschungsbericht wirtschaftswissenschaftlicher Forschungsinstitute über die wirtschaftliche Entwicklung in Ostdeutschland

Trotz der unbestreitbaren Fortschritte beim Aufbau Ost ist die wirtschaftliche Lage in Ostdeutschland unbefriedigend. Nicht nur, dass das gesamtwirtschaftliche Wachstum seit einigen Jahren hinter dem in Westdeutschland zurückbleibt und die Unterbeschäftigung auf hohem Niveau verharrt, gravierender noch ist, dass die Gefahr besteht, dass Mutlosigkeit und Resignation an Gewicht gewinnen. Die Erfolge, die seit Anfang der neunziger Jahre zu verzeichnen sind, treten dabei in den Hintergrund - Erfolge bei der Erneuerung der Infrastruktur, dem Aufbau einer wettbewerbsfähigen Unternehmensbasis sowie - und nicht zuletzt - bei der Verbesserung der materiellen Lebensverhältnisse der Menschen. Das Bundesministerium der Finanzen hat vor diesem Hintergrund fünf wirtschaftswissenschaftliche Forschungsinstitute beauftragt, in jährlichen „Fortschrittsberichten" ausgewählte Aspekte der wirtschaftlichen Entwicklung in den neuen Bundesländern zu begutachten. Diese fünf Institute - das Deutsche Institut für Wirtschaftsforschung Berlin (DIW), das Institut für Arbeitsmarkt- und Berufsforschung (IAB), das Institut für Weltwirtschaft an der Universität Kiel (IfW), das Institut für Wirtschaftsforschung Halle (IWH) und das Zentrum für Europäische Wirtschaftsforschung (ZEW) - haben soeben ihren ersten gemeinsamen Bericht fertiggestellt. 1 Ausgewählte Ergebnisse werden im Folgenden präsentiert. Den Bericht durchzieht - gleichsam als roter Faden - die Erkenntnis, dass die Lage in Ostdeutschland keineswegs so hoffnungslos ist, wie es in der Öffentlichkeit vielfach dargestellt wird. Hoffnung macht vor allem, dass die Industrie einen robusten Wachstumspfad eingeschlagen hat. Hoffnung macht auch, dass zunehmend mehr Unternehmen des Verarbeitenden Gewerbes im weltweiten Wettbewerb mithalten können und auf den internationalen Märkten expandieren. Das bedeutet zugleich, dass die Entwicklung der ostdeutschen Wirtschaft immer mehr vom allgemeinen Wirtschaftsverlauf bestimmt wird. In dem Maße, in dem die Anpassungskrise in der Bauwirtschaft überwunden werden kann, ist bei einer Verbesserung des konjunkturellen Umfelds auch wieder mit höheren gesamtwirtschaftlichen Wachstumsraten zu rechnen. Gleichwohl ist nicht zu verkennen, dass die wirtschaftlichen Probleme der neuen Bundesländer alles andere als gering sind. Denn es zeigen sich strukturelle Defizite, die, wie alle regionalökonomischen Erfahrungen lehren, nur langfristig gelöst werden können. Dabei sollte der Blick mehr als bisher auf die einzelnen Regionen der neuen Bundesländer gerichtet werden, denn Ostdeutschland ist auch in wirtschaftlicher Hinsicht kein einheitliches Ganzes. Weil es Zeit braucht, die noch bestehenden Strukturprobleme zu lösen, verbietet es sich, den Menschen übertriebene Hoffnungen zu machen. Das würde nur weitere Enttäuschungen nach sich ziehen. Ohne Zweifel bedarf es weiterer wirtschaftpolitischer Anstrengungen für den „Aufbau Ost". Nach Ansicht der Institute kommt es weiterhin vor allem darauf an, durch Investitionen die Standortbedingungen in Ostdeutschland zu verbessern; die Kompensation von Standortdefiziten durch Subventionen sollte hingegen zurückgeführt werden. Mehr Bedeutung als bisher sollte überdies Investitionen in das Humankapital eingeräumt werden - das gebietet die gegenwärtige und erst recht die absehbare demographische Entwicklung. --

Abstracts from the 8th International Conference on cGMP Generators, Effectors and Therapeutic Implications

This work was supported by a restricted research grant of Bayer AG

Bonnet Surfaces and Painlevé Equations

This paper studies the followin