Oxford PV, uma especialista em fotovoltaica de perovskita, e o Instituto Fraunhofer de Pesquisa em Energia Solar (Fraunhofer ISE) na Alemanha revelaram conjuntamente um novo protótipo de módulo que combina as células tandem de perovskita-silício da Oxford PV com a tecnologia de interconexão matricial shingled da Fraunhofer.

O novo produto será apresentado oficialmente na próxima feira Intersolar Europe em Munique. As duas organizações afirmaram que ambos os módulos protótipo alcançam uma eficiência de conversão de área total de 25.6%.

Stefan Glunz, chefe da divisão de fotovoltaica do Fraunhofer ISE, explicou que, no novo design, as células tandem da Oxford PV são cortadas em formatos semelhantes a ladrilhos, interconectadas usando adesivo condutor e depois encapsuladas. Todo o módulo tandem emprega uma estrutura de vidro duplo com vedação de borda para proteger as células de perovskita sensíveis à umidade.

"Estamos muito satisfeitos por poder integrar duas soluções de alta tecnologia da Europa neste módulo fotovoltaico," acrescentou Glunz.

Ed Crossland, Diretor de Tecnologia da Oxford PV, destacou a complementaridade das duas tecnologias. "Nossa tecnologia tandem é altamente compatível com a tecnologia de interconexão shingled," disse ele. "Como as células solares de perovskita-silício têm uma densidade de corrente mais baixa, as células podem ser cortadas em tiras mais largas, melhorando assim a eficiência de produção." Ele explicou ainda que as células tandem têm maior tensão de circuito aberto e maior eficiência de conversão em comparação com células de silício tradicionais; a corrente é compartilhada por duas camadas de subcélulas, resultando em uma corrente operacional geral mais baixa. Uma densidade de corrente mais baixa reduz efetivamente as perdas por resistência interna dentro do módulo.

"Enquanto isso, a interconexão matricial shingled usa adesivo condutor, um processo de baixa temperatura que elimina a necessidade de barramentos de cobre em toda a estrutura," acrescentou Crossland. A redução do uso de componentes de cobre diminui os custos de fabricação e reduz o estresse estrutural interno dentro do módulo.

O novo design foi aplicado a dois módulos protótipo: um de 491W "sistema solar residencial de telhado com uma área de 1.92㎡; e um painel solar de alta potência bifacial de 546W "painel solar bifacial de alta potência com uma área de 2.13㎡. Ambos os módulos alcançaram uma eficiência de conversão de 25.6% em toda a sua área.

Crosland afirmou que o design estrutural deste módulo protótipo é totalmente compatível com a produção em massa.

"A tecnologia de células HyPERcell da Oxford PV é compatível com vários métodos de interconexão. Nossas ofertas atuais têm uma eficiência de 25% e uma vida útil de dez anos, mas com melhorias contínuas nas tecnologias de fabricação de células e módulos, independentemente do design do módulo, esperamos alcançar uma eficiência de 27% e uma vida útil de vinte anos até 2027. Este ano lançaremos um produto com eficiência de 26%," disse ele.

Tannel modules, que combinam tecnologias fotovoltaicas de perovskita e silício, são amplamente considerados o próximo grande salto no roteiro da tecnologia solar. A adição de uma camada de perovskita às células de silício pode melhorar significativamente a eficiência de conversão, ultrapassando os limites teóricos das células de silício puro. A Oxford PV tem sido líder no desenvolvimento da tecnologia tannel e está impulsionando sua comercialização por meio de sua unidade piloto de produção em Brandenburg am Havel, Alemanha.

A tecnologia matricial em shingling da Fraunhofer usa adesivos condutores para conectar "célula solar em tiras de forma sobreposta e escalonada semelhante a telhas. Isso alcança cobertura completa da superfície do módulo e tem alta tolerância a sombreamento parcial. A Fraunhofer afirmou que essa disposição matricial permite que a corrente contorne áreas sombreadas, podendo dobrar a geração de energia em comparação com módulos fotovoltaicos conectados convencionalmente, dependendo do grau de sombreamento.

Esses dois novos "módulos fotovoltaicos são o resultado do projeto de pesquisa "HoTSun" financiado pelo Ministério Federal Alemão para Assuntos Econômicos e Energia. Eles serão exibidos em breve em Munique.