A fabricante chinesa de polissilício e módulo solar Tongwei afirma ter alcançado um fator de bifacialidade de 91,7% em um módulo solar de 722 W baseado na tecnologia de célula solar de contato passivado por óxido de túnel (TOPCon).
“Chegamos a esse resultado com uma célula TOPCon com uma bifacialidade de 94,3%”, disse o pesquisador de Tongwei, Xiajie Meng, à pv magazine. “Foi certificado pelo organismo de certificação alemão TÜV Rheinland.”
“Já começamos a correr para um produto com uma bifacialidade de mais de 90%”, continuou ele. “A produção em massa de painéis com bifacialidade de mais de 85% começará este ano. Atingir 95% de bifacialidade celular e 90% de bifacialidade de módulo na produção em massa é um grande desafio, mas acreditamos que nos próximos um ou dois anos isso será possível.”
Os pesquisadores da empresa explicaram que o resultado foi possível graças a duas inovações no design da célula – uma estrutura de pirâmide seletiva e um contato de passivação de cruzamento de zebra. Quanto ao primeiro, ajudou a otimizar a textura traseira da área sem eletrodo da parte traseira da célula, enquanto o segundo foi capaz de melhorar a passivação dos contatos de passivação do tipo N baseados em polissilício e monóxido de silício (SiOx).
Afirma-se que essa configuração de célula aumenta a coleta de pouca luz ambiente e o rendimento de energia do módulo por W, ao mesmo tempo em que estende suas horas efetivas de operação.
Para as células, os cientistas usaram wafers de silício Czochralski (Cz) texturizados tipo N de 130 μm de espessura limpos com ácido clorídrico (HCl) e ácido fluorídrico (HF). Eles também utilizaram a deposição de camada atômica (ALD) para depositar uma camada de óxido de alumínio (Al2O3) de 4 nm de espessura em ambos os lados da célula para passivação da superfície. A parte frontal foi passivada com uma camada de nitreto de silício hidrogenado de 75–80 nm de espessura (SiNx:H) e a superfície traseira foi tratada com um filme de SiNx:H de 85 nm de espessura. Eles então sinterizaram eletrodos (Ag) e implementaram o revestimento induzido por luz.
A célula solar foi testada em condições de iluminação padrão e atingiu uma eficiência frontal de 25,67%, uma tensão de circuito aberto de 742,15 mV, uma densidade de corrente de curto-circuito de 41,30 mA/cm² e um fator de preenchimento de 83,73%, com a parte traseira atingindo uma eficiência de 24,21% e um fator de bifacialidade de 94,3%.
“A célula traseira texturizada seletivamente exibe uma densidade de corrente de curto-circuito integrada mais alta de 41,29 mA / cm² em comparação com 38,03 mA / cm² para a estrutura traseira polida”, explicaram os pesquisadores. “Essa melhoria é atribuída ao efeito de retenção de luz da textura traseira, que aumenta a absorção de luz. A região texturizada, que não possui a camada de poli, reduz efetivamente as perdas parasitas de absorção no infravermelho próximo.”
Essas células foram então usadas para construir um módulo de 722 W, demonstrando uma potência traseira de 662,1 W e um fator de bifacialidade de 91,7%. “Esses resultados não apenas destacam o potencial da tecnologia TOPCon em ambientes de alta refletância, mas também abrem caminho para o design sustentável de células e módulos solares TOPCon bifaciais de alto desempenho”, concluíram os cientistas.
O novo design de células e módulos foi apresentado no estudo “Enabling 95 % bifaciality of efficient TOPCon solar cells by rear-side selective sunken pyramid structure and zebra-crossing passivation contact“, publicado em Solar Energy Materials and Solar Cells. A equipe de pesquisa incluiu acadêmicos da Southwest Petroleum University da China.
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