Investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) y la Universidad de Newcastle han descubierto que los "contaminantes ocultos" en los módulos TOPCon y HJT pueden causar pérdidas de energía de hasta un 16%.

La presencia de estos "contaminantes ocultos" en Módulos con respaldo de vidrio HJT y TOPCon La degradación inducida por calor húmedo resultó en pérdidas de potencia relativas del 10% al 16% después de 1.000 horas de pruebas de calor húmedo.

El análisis elemental identificó sodio (Na), calcio (Ca), magnesio (Mg), cloro (Cl) y azufre (S) como posibles contribuyentes. Estos elementos —cuyos nombres elementales son Na, Ca+2+, Mg2+, Cl− y S2−— pueden reaccionar químicamente con la humedad y con la capa de pasivación o los contactos metálicos de la celda solar en condiciones de prueba de calor húmedo.

Estos contaminantes se acumulan en la superficie celular o en el área de preparación antes de la encapsulación e interactúan con la capa de pasivación en condiciones de calor húmedo, lo que provoca la metalización celular. Según la investigación, en el caso de la HJT, esto también ocurre en las capas de óxido conductor transparente (TCO) y silicio amorfo/microcristalino. La presencia de estos contaminantes puede provocar pérdidas de eficiencia.

Los investigadores creen que la hipótesis de que estos contaminantes aparezcan se debe a una manipulación “inadecuada” durante el procesamiento de las células o módulos, como por ejemplo el contacto con guantes, casetes, materiales de embalaje o pinzas de vacío contaminados.

Por otro lado, según el estudio, los módulos PERC mostraron una degradación mínima en las mismas condiciones y mostraron una mayor durabilidad.

"Estos hallazgos enfatizan la necesidad de un control estricto de la contaminación, especialmente para estructuras celulares avanzadas como HJT y TOPCon, que son significativamente más sensibles a la contaminación que las células PERC tradicionales", escribieron los investigadores.

Algunas de las soluciones propuestas por los investigadores para reducir la exposición a contaminantes ocultos incluyen: limpieza exhaustiva con agua desionizada, cumplimiento estricto de las especificaciones operativas para el uso de guantes, casetes, materiales de embalaje o pinzas de vacío no contaminados, y el uso exclusivo de áreas de preparación limpias antes del envasado. El artículo se publicó en la revista. Materiales de energía solar y células solares.

Este es el último estudio que revela posibles problemas con Tecnología TOPCon , que incluye efectos de degradación clave causados por la degradación inducida por rayos UV, la intrusión de humedad y la exposición a rayos UV durante el envejecimiento acelerado. Sin embargo, una investigación publicada por FraunhoferISE el mes pasado señaló que las preocupaciones sobre el rendimiento de las células TOPCon tras la exposición a rayos UV podrían ser exageradas.

A principios de este año, otro estudio de la UNSW informó resultados positivos utilizando la galvanoplastia de cobre para proteger Células fotovoltaicas TOPCon de la degradación inducida por contaminantes.

Las células TOPCon utilizan hasta un 85% menos de plata

Una investigación reciente de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) ha logrado un gran avance al reducir la cantidad de plata utilizada en la parte posterior de una célula solar TOPCon con una eficiencia del 25% hasta en un 85%.

Esta reducción (en la resistencia) se logró a través de un proceso de impresión de dos pasos: primero se imprime una pequeña cantidad de pasta de plata en forma de líneas punteadas para formar el contacto con la superficie de silicio; luego se utiliza una pasta alternativa con un bajo contenido de plata para imprimir la puerta flotante y las barras colectoras.

Al implementar el esquema diseñado por los investigadores de la UNSW, el consumo de plata de la celda TOPCon se redujo a 2 mg/W, lo que representa solo una diferencia de eficiencia de alrededor del 0,1 % en comparación con las celdas TOPCon con diseño de metalización estándar de la industria.

La plata sigue siendo un componente clave en la fabricación de células solares y, según los investigadores, TOPCon utiliza entre un 40% y un 60% más de plata que la tecnología PERC tradicional, por lo que reducir su uso ha sido una tendencia clave de la industria en los últimos años.

Una de las iniciativas para reducir el uso de plata es la tendencia actual de la industria hacia la tecnología sin barras colectoras. Esta tendencia comenzó con HJT, pero también podría aplicarse a TOPCon e incluso a productos futuros, según Markus Fischer, vicepresidente de operaciones de I+D del fabricante de energía solar y copresidente de la Hoja de Ruta Tecnológica Internacional para la Energía Fotovoltaica (ITRPV).

Otro estudio reciente del ISE desarrolló una nueva célula solar HJT que utiliza sólo “una décima parte” de la cantidad de plata (1,4 mg/W) de las células estándar.