Pesquisadores da Universidade de New South Wales (UNSW) e da Universidade de Newcastle descobriram que "contaminantes ocultos" nos módulos TOPCon e HJT podem causar perdas de energia de até 16%.

A presença destes “contaminantes ocultos” em Módulos HJT e TOPCon com suporte de vidro na degradação induzida pelo calor úmido resultou em perdas relativas de potência de 10% a 16% após 1.000 horas de testes de calor úmido.

A análise elementar identificou sódio (Na), cálcio (Ca), magnésio (Mg), cloro (Cl) e enxofre (S) como possíveis contribuintes. Esses elementos — com os nomes Na, Ca+2+, Mg2+, Cl− e S2− — podem reagir quimicamente com a umidade e com a camada de passivação e/ou os contatos metálicos da célula solar em condições de teste de calor úmido.

Esses contaminantes se acumulam na superfície da célula ou na área de preparação antes do encapsulamento e interagem com a camada de passivação sob condições de calor úmido, levando à metalização da célula. De acordo com a pesquisa, para HJT, isso também ocorre nas camadas de óxido condutor transparente (TCO) e silício amorfo/microcristalino. A presença desses contaminantes pode levar a perdas de eficiência.

Os pesquisadores acreditam que a hipótese de que esses contaminantes aparecem se deve ao manuseio "inadequado" durante o processamento da célula ou do módulo, como contato com luvas, cassetes, materiais de embalagem ou garras a vácuo contaminados.

Por outro lado, de acordo com o estudo, os módulos PERC apresentaram degradação mínima nas mesmas condições e apresentaram maior durabilidade.

"Essas descobertas enfatizam a necessidade de um controle rigoroso da contaminação, especialmente para estruturas celulares avançadas como HJT e TOPCon, que são significativamente mais sensíveis à contaminação do que as células PERC tradicionais", escreveram os pesquisadores.

Algumas das soluções propostas pelos pesquisadores para reduzir a exposição a contaminantes ocultos incluem: limpeza completa com água deionizada, adesão rigorosa às especificações operacionais para o uso de luvas, cassetes, materiais de embalagem ou garras a vácuo não contaminados, e o uso apenas de áreas de preparação limpas antes do envase. O artigo foi publicado na revista Materiais de energia solar e células solares.

Este é o estudo mais recente a revelar potenciais problemas com Tecnologia TOPCon , envolvendo os principais efeitos de degradação causados pela degradação induzida por UV, intrusão de umidade e exposição à radiação UV durante o envelhecimento acelerado. No entanto, uma pesquisa publicada pelo FraunhoferISE no mês passado apontou que as preocupações sobre o desempenho das células TOPCon após a exposição à radiação UV podem ser exageradas.

No início deste ano, outro estudo da UNSW relatou resultados positivos usando galvanoplastia de cobre para proteger Células fotovoltaicas TOPCon da degradação induzida por contaminantes.

As células TOPCon usam até 85% menos prata

Uma pesquisa recente da Universidade de New South Wales (UNSW) alcançou um avanço na redução da quantidade de prata usada na parte traseira de uma célula solar TOPCon com 25% de eficiência em até 85%.

Essa redução (na resistência) foi obtida por meio de um processo de impressão em duas etapas: primeiro, uma pequena quantidade de pasta de prata é impressa na forma de linhas pontilhadas para formar o contato com a superfície de silício; então, uma pasta alternativa com baixo teor de prata é usada para imprimir a porta flutuante e os barramentos.

Ao implementar o esquema projetado pelos pesquisadores da UNSW, o consumo de prata da célula TOPCon foi reduzido para 2 mg/W, o que representa apenas uma diferença de eficiência de 0,1% em comparação às células TOPCon com design de metalização padrão da indústria.

A prata continua sendo um componente essencial na fabricação de células solares e, de acordo com os pesquisadores, a TOPCon usa de 40% a 60% mais prata do que a tecnologia PERC tradicional, portanto, reduzir seu uso tem sido uma tendência importante do setor nos últimos anos.

Um dos esforços para reduzir o uso de prata é a tendência contínua do setor em direção à eliminação de barramentos. A tendência começou com a HJT, mas também pode se aplicar à TOPCon e a produtos futuros, disse Markus Fischer, vice-presidente de operações de P&D da fabricante de energia solar e copresidente do Roteiro Tecnológico Internacional para Energia Fotovoltaica (ITRPV).

Outro estudo recente do ISE desenvolveu uma nova célula solar HJT que usa apenas “um décimo” da quantidade de prata (1,4 mg/W) das células padrão.