Cientistas japoneses projetam módulos solares flexíveis de silício cristalino com tampa frontal PET

Da pv magazine Global

Pesquisadores do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Industrial Avançada do Japão (AIST) fabricaram módulos solares de silício cristalino curvo (c-Si) leves e curvos com uma tampa frontal feita de polietileno tereftalato (PET) em vez de material de vidro convencional.

“Nossa pesquisa demonstra que os módulos de células solares de silício cristalino com uma cobertura de filme PET são altamente confiáveis sob condições de alta temperatura e alta umidade”, disse o autor correspondente da pesquisa, Tomihisa Tachibana, à pv magazine. “Embora ainda não tenhamos calculado o custo do sistema, prevemos que a redução de peso provavelmente reduzirá as despesas de transporte e instalação.”

No artigo “Development of lightweight and flexible crystalline silicon solar cell modules with PET film cover for high reliability in high temperature and humidity conditions“, publicado na Solar Energy Materials and Solar Cells, o grupo japonês explicou que os filmes PET representam uma alternativa viável às coberturas de vidro, devido ao seu excelente isolamento elétrico e transmitância óptica.

Os cientistas construíram os módulos com células solares estruturadas de 156 mm2 × 156 mm2 c-Si com superfície traseira de alumínio policristalino (Al-BSF) com uma espessura de aproximadamente 250 μm. “As cordas no barramento foram conectadas por solda de máquina, e as cordas dos módulos de quatro células foram conectadas em série por solda manual”, observaram.

Eles usaram um filme PET de 0,025 mm de espessura tanto para a tampa frontal do módulo quanto para a folha traseira e encapsularam os painéis com acetato de vinila etílico (EVA). “A estrutura do módulo era PET/EVA/c-Si cell/EVA/PET ou Backsheet”, acrescentaram.

A equipe comparou o comportamento térmico do novo módulo com o de um painel de referência usando um vidro de 3,2 mm de espessura como material da tampa frontal e descobriu que o primeiro exibia maior flexibilidade do que o fabricado com vidro.

Também verificou, no entanto, que o módulo baseado em PET tem um valor de corrente 10% menor, já que o filme PET, ao contrário do vidro, possui uma estrutura antirrefletância. Os valores de tensão e fator de enchimento foram aproximadamente os mesmos do módulo de vidro de referência. “A ausência de uma tampa de vidro também confere flexibilidade aos módulos fabricados, e não foram observadas rachaduras ou outros defeitos depois que os módulos foram colocados e depois removidos de uma etapa de medição com um raio de curvatura de 200 mm”, explicou ainda.

Os cientistas enfatizaram que os módulos com uma tampa de filme PET também têm a vantagem de peso reduzido, aproximadamente “um quarto por tamanho de célula”, o que, segundo eles, os torna ideais para instalação em locais com restrições de carga.

Eles também testaram os módulos em uma série de testes de calor úmido (DH) a 85 C e sob 85% de umidade relativa e descobriram que o painel à base de vidro apresentou degradação no fator de enchimento e nos valores de corrente após 3000 h devido à corrosão dos eletrodos frontais de prata (Ag). “Em contraste, os módulos leves (PET/Backsheet ou PET/PET) mostraram apenas propriedades I-V ligeiramente diminuídas, com cerca de 10% de degradação em relação ao valor inicial após 6000 h de teste DH”, afirmaram.

O grupo de pesquisa acredita que os módulos embalados em PET com sua capacidade de absorção de impacto podem acelerar a implantação solar em áreas como telhados de fábricas com peso limitado e aplicações agrícolas.