Actuellement, la sérigraphie à plat est le procédé standard utilisé pour la métallisation des cellules solaires en silicium et de nombreux autres composants électroniques. Grâce à une nouvelle machine de production développée conjointement avec ASYS Automatisierungssysteme GmbH, les chercheurs de l'Institut Fraunhofer pour les systèmes d'énergie solaire ISE ont réussi à augmenter le débit d'impression d'un facteur 1,5.
Pour ce faire, la sérigraphie rotative et l'impression flexographique ont été utilisées pour la première fois. Avec la nouvelle machine, l'équipe de recherche a atteint un temps de cycle de seulement 0,6 seconde par cellule solaire.
Le Dr Florian Clement, responsable du département Technologie de production - Structuration et métallisation, chez Fraunhofer ISE, explique l'intérêt de cette recherche: « La métallisation par sérigraphie est actuellement limitée à un débit d'environ 0,9 seconde par cellule solaire. Cela fait de l'étape d'impression un goulot d'étranglement dans le processus de production de cellules solaires au silicium.
Afin d'accélérer le débit du processus de métallisation, un consortium a développé une machine de démonstration pour la métallisation à haut débit de cellules solaires en silicium. Il a été démontré que le débit du processus d'impression peut être augmenté d'un facteur de 1,5. « La machine a le potentiel technique de doubler le débit par rapport aux machines de sérigraphie », explique le Dr Andreas Lorenz, chef de projet chez Fraunhofer ISE.
La nouvelle machine dispose d'un nouveau système de transport à haut débit, dans lequel les composants pour l'impression sont transportés sur des navettes autonomes à grande vitesse et avec précision à travers des unités d'impression rotatives. Les structures les plus fines peuvent être imprimées directement sur les composants. Selon les exigences spécifiques, une impression flexographique ou une unité de sérigraphie rotative peut être utilisée pour le processus d'impression.
Le processus et la machine ont été développés dans le cadre des projets de recherche Rock-Star et Rock-IT et financés par le ministère fédéral de l'Éducation et de la Recherche (BMBF) et le ministère fédéral de l'Économie et de l'Action pour le climat (BMWK, anciennement BMWi).