A tecnologia TOPCon ganhou uma forte posição no mercado fotovoltaico e está projetada para responder por mais de 75% da capacidade do tipo n até 2023, de acordo com Edurne Zoco, da S&P Global Commodity Insights.
Fabricantes chineses têm feito investimentos significativos nessa tecnologia de células, e investidores, produtores independentes de energia e fundos já estão se familiarizando com seu potencial. Um fator que contribui para a história de sucesso da TOPCon é seu preço, que caiu para cerca de US$ 0,01/W a mais do que o PERC nos últimos dois anos.
O TOPCon supera o PERC em vários indicadores “tangíveis”, incluindo coeficiente de bifacialidade, eficiência, coeficientes de temperatura e degradação anual. Consequentemente, os modelos financeiros baseados no TOPCon apresentam um retorno de investimento mais atrativo em comparação com o PERC. Asier Ukar, diretor da sede espanhola da PI Berlin, diz que isso geralmente serve como o principal motivador para a escolha da tecnologia TOPCon.
No entanto, Ukar observa a importância de não apenas confiar nos dados das folhas de dados, mas também realizar uma análise completa e transparente do comportamento de longo prazo da tecnologia, especificamente em relação aos mecanismos de degradação. De acordo com Ukar, é crucial identificar e abordar os riscos potenciais associados à tecnologia TOPCon desde o início.
Um risco específico identificado pela PI Berlin está relacionado à presença de alumínio nos contatos célula-a-célula, localizados na frente da célula onde a umidade se acumula. O teste de calor úmido e o teste de eletroluminescência subsequente podem detectar esse problema. As células TOPCon são mais sensíveis ao vapor de água, sendo recomendado o uso de elastômero de poliolefina (POE) na parte frontal para módulos de vidro-vidro, enquanto o POE em ambos os lados é preferível para módulos de vidro-folha traseira.
Outro risco surge da pressão para reduzir a quantidade de prata nos barramentos das células TOPCon, levando a barramentos mais finos e uma aderência menos robusta na célula. Isso pode resultar em danos mecânicos à impressão e interrupções ou quebras dos dedos, levando à diminuição do desempenho devido ao aumento da resistência efetiva da série. Testes de eletroluminescência podem detectar esses problemas.
A tecnologia TOPCon também enfrenta desafios de degradação semelhantes aos da tecnologia PERC, como a degradação induzida por polarização (PID-p). A parte frontal das células TOPCon, que possui uma estrutura semelhante à parte traseira do PERC, pode ser afetada por esse fenômeno.
Além disso, as camadas de passivação de óxido de alumínio nas células TOPCon são propensas à degradação UV. Embora a tecnologia PERC não seja significativamente afetada devido ao alumínio estar no lado traseiro, o TOPCon é mais suscetível porque as camadas de passivação de óxido de alumínio estão localizadas no lado frontal exposto à luz.
Ukar observa a necessidade de ajustes no controle de qualidade durante a fabricação do TOPCon, incluindo tamanho da amostra e testes específicos em laboratório, para lidar com os riscos inerentes à tecnologia TOPCon. Testes de duração estendida, como damp heat, thermal cycling ou humidity freeze, são cruciais para avaliar a confiabilidade de longo prazo dos módulos além dos dados padrão especificados na folha de dados.
Dentro da lista de materiais (BOM) para módulos TOPCon, o encapsulante é um componente chave. Um encapsulante inadequado ou de baixa qualidade pode anular os benefícios do TOPCon em comparação com o PERC. O scorecard 2023 da PVEL, que inclui o teste PID192h, demonstra variações substanciais nos resultados de durabilidade estendida entre diferentes BOMs, mesmo dentro do mesmo fabricante.
Ukar observa que alguns fabricantes relaxam os critérios de aceitação e rejeição do TOPCon em comparação com o PERC para minimizar a perda de rendimento e manter a produtividade. No entanto, é crucial identificar e abordar esses riscos desde o início e com transparência da indústria para explorar plenamente os benefícios do TOPCon.
Apesar dos riscos associados, os módulos TOPCon fabricados adequadamente superam o PERC e exibem fenômenos mínimos de degradação.
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