Você pode dar algumas informações sobre as recentes preocupações da indústria em torno da degradação induzida por ultravioleta em módulos fotovoltaicos?
Por cerca de dois anos e meio, estivemos envolvidos em vários projetos em que compradores de módulos maiores comparam diferentes tipos de módulos entre si em termos de confiabilidade. Nesse contexto, percebemos que havia forte degradação UV em testes de laboratório para alguns módulos. Isso veio com alguns outros problemas, como carga mecânica ou degradação do calor úmido, mas a degradação UV foi a mais surpreendente para nós e para outros na indústria, incluindo alguns fabricantes de módulos.
Simplificando, a dose de UV aplicada no teste normalmente corresponde a cerca de um ano de exposição na Europa. Se essa degradação de laboratório aparecesse no campo, isso significaria que a viabilidade econômica de muitos grandes projetos fotovoltaicos poderi ser significativamente prejudicada, apenas devido à quantidade de perda de desempenho relacionada aos raios UV.
E você já viu esses níveis de degradação UV começarem a aparecer em módulos já em campo?
É aqui que entra outra descoberta recente. Percebemos rapidamente que esses módulos não mostravam comportamento estável após o teste de UV no laboratório. Dependendo das condições de armazenamento e luz, às vezes vimos uma degradação muito forte, mas também algo como recuperação. O que a comunidade percebeu é que existem dois mecanismos diferentes em ação aqui.
Temos degradação induzida por UV, que, até onde sabemos, causa danos irreversíveis à camada de passivação celular. Depois, há um processo adicional que acontece após o teste UV. Deixado em armazenamento escuro, o módulo perde energia. Pode levar à degradação de vários por cento em um ou dois dias. Mas também é reversível por alguns minutos de imersão leve.
Isso pode ser avaliado como um artefato que só vemos no laboratório. Precisamos de uma estabilização adequada para nos livrarmos desse artefato e avaliar a parte relevante da degradação UV, essa é basicamente a mensagem principal.
Então isso é um problema com como o teste de laboratório é acelerado – que talvez seja forte demais para dar uma representação precisa do que acontece no campo?
Não exatamente, embora esse seja um tópico que ainda estamos investigando. Ainda não há bons estudos comparando a degradação interna e externa, então, por enquanto, temos que assumir que a aceleração, a maior intensidade da luz, causará a mesma degradação que por mais tempo com menor intensidade.
Por um lado, vimos casos de degradação induzida por UV no campo. Por outro lado, olhando para o número de tipos de módulos que mostram essa degradação UV no laboratório, esperaríamos mais casos ao ar livre. Há incerteza quando se trata de comparar resultados internos e externos. Mas, independentemente disso, sabemos que os resultados internos são afetados por esse efeito adicional de armazenamento escuro.
Isso aponta para a necessidade de uma atualização dos procedimentos de teste padrão?
Há uma necessidade definitiva de adicionar imersão leve ou outro procedimento de estabilização após o teste UV. Está em discussão se podemos usar o mesmo procedimento de imersão de luz definido no padrão ou se temos que definir uma imersão de luz especial aplicada após o UV. Alterações no próprio teste UV também podem ser necessárias. Por exemplo, o ponto de operação, se os módulos estiverem em curto-circuito ou circuito aberto, ou em rastreamento de ponto de potência máxima, na câmara UV. Ainda há dados sendo coletados sobre essas questões.
Esse problema de degradação está confinado aos módulos de contato passivado por óxido de túnel (TOPCon) ou você também o viu com outras tecnologias?
Em princípio, os módulos de célula traseira do emissor passivado (PERC) também podem ser afetados, embora seja difícil dizer porque não há tantos novos modelos comerciais de PERC no mercado no momento. Também vemos relatos de módulos de heterojunção tendo pelo menos um efeito semelhante. Quando se trata de contato de volta, não há muitos dados. No entanto, apenas olhando para a arquitetura da célula, existem fortes semelhanças na frente e, como a luz ultravioleta no campo normalmente ilumina a parte frontal, esperamos um comportamento semelhante.
Os fabricantes estão sugerindo várias soluções para controlar a degradação UV – normalmente com controle cuidadoso do processo ou aditivos para o encapsulante. Você pode comentar sobre a eficácia deles?
Vimos casos em que os fabricantes de módulos, após entrarmos em contato com eles, afirmam ter mudado alguma coisa. Não sabemos os detalhes, mas os módulos mostraram muito menos degradação induzida por UV quando essas mudanças foram feitas.
Portanto, acreditamos que esse problema pode ser resolvido no nível celular, alterando, por exemplo, as propriedades da camada antirreflexo, a concentração de hidrogênio em algumas camadas ou algum outro fator.
A outra estratégia usada em módulos de heterojunção comerciais é adicionar um bloqueador de UV ou downshifter ao encapsulante. No entanto, isso pode induzir problemas adicionais a longo prazo, se esses aditivos poliméricos se degradarem com o tempo.
Na sua opinião, a indústria ainda deve se preocupar com a degradação dos raios UV, no TOPCon ou em qualquer outra tecnologia celular?
Não devemos nos preocupar com a TOPCon ou qualquer tecnologia. Mas o teste UV completo deve fazer parte do controle de qualidade comum para fabricantes e compradores. O problema pode não ser tão ruim quanto pensávamos ou como alguns testes anteriores pareciam mostrar. Mas continua lá.
Enquanto tivermos incertezas em relação à degradação UV e se podemos realmente quantificar no laboratório o que acontecerá a longo prazo no campo, é possível reduzir o risco fazendo testes UV e comprando os tipos de módulos que não mostram degradação no laboratório. Certamente existem módulos em que esse é o caso.
Entrevista por Mark Hutchins
Este conteúdo é protegido por direitos autorais e não pode ser reutilizado. Se você deseja cooperar conosco e gostaria de reutilizar parte de nosso conteúdo, por favor entre em contato com: editors@pv-magazine.com.
Ao enviar este formulário, você concorda com a pv magazine usar seus dados para o propósito de publicar seu comentário.
Seus dados pessoais serão apenas exibidos ou transmitidos para terceiros com o propósito de filtrar spam, ou se for necessário para manutenção técnica do website. Qualquer outra transferência a terceiros não acontecerá, a menos que seja justificado com base em regulamentações aplicáveis de proteção de dados ou se a pv magazine for legalmente obrigada a fazê-lo.
Você pode revogar esse consentimento a qualquer momento com efeito para o futuro, em cujo caso seus dados serão apagados imediatamente. Ainda, seus dados podem ser apagados se a pv magazine processou seu pedido ou se o propósito de guardar seus dados for cumprido.
Mais informações em privacidade de dados podem ser encontradas em nossa Política de Proteção de Dados.