Un grupo de ensayos solares advierte del riesgo de degradación de TOPCon

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Cada año, el Renewable Energy Test Center (RETC) de Fremont, California, en EE.UU., publica su PV Module Index, que realiza un seguimiento de las últimas tendencias en calidad, rendimiento, fiabilidad y tecnologías emergentes de los módulos solares.

El PV Module Index 2022, comienza con comentarios sobre el auge de los módulos solares TOPCon, una tecnología cada vez más adoptada por los principales proveedores de paneles. TOPCon se demostró por primera vez en el Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar de Alemania en 2013 y ahora está ganando adeptos y aceptación en el mercado.

La tecnología consta de células fotovoltaicas de tipo n con contactos pasivantes. Los módulos tienen una fuerte pasivación superficial y un transporte de portadores eficaz, lo que contribuye a una fuerte tensión de circuito abierto y una alta eficiencia. El cambio a TOPCon se produce cuando los módulos PERC (células de emisor y contacto trasero pasivados) de tipo p empiezan a alcanzar sus límites teóricos de eficiencia.

Según RETC, este aumento de la eficiencia ha convertido a TOPCon en “la palabra más de moda en energía solar”.

El informe señalaba que mientras Longi está “apostando fuerte” por TOPCon de tipo p, muchas otras empresas líderes en módulos, como JinkoSolar, Jollywood, JA Solar y Trina Solar, están realizando importantes inversiones en módulos con diseños de células TOPCon de tipo n (que también estaría mostrando problemas que nadie se esperaba, según adelantó pv magazine en febrero).

“Con valores más altos de tensión en circuito abierto, se pueden conseguir mayores eficiencias y potencias nominales. Por sí mismo, es probable que los fabricantes se pasen a los diseños de células TOPCon de tipo n en cuanto puedan conseguirlo”, afirma Kenneth Sauer, ingeniero principal de VDE Americas.

Según RETC, debido a las complejidades de fabricación, las células de tipo n de alta eficiencia que utilizan tecnología de heterounión (HJT) y células de contacto dorsal interdigitado (IBC) son relativamente caras de producir y siguen siendo un nicho del mercado. En comparación, la producción de células TOPCon de tipo n es muy similar al proceso de fabricación de PERC, lo que facilita la transición desde las líneas de fabricación existentes.

“Aunque los módulos TOPCon de tipo n cuestan algo más por vatio que los módulos mono PERC de tipo p, el aumento de la eficiencia se traduce en un menor coste nivelado de la energía (LCOE) en los despliegues a gran escala. Lo mejor de todo es que los principales expertos esperan que TOPCon de tipo n se beneficie de una curva de aprendizaje acelerada”, dice el informe.

Sin embargo, como ocurre con cualquier tecnología emergente, el informe señala que avanzar hacia TOPCon puede entrañar algunos riesgos. Aunque las células fotovoltaicas TOPCon de tipo n han demostrado ser resistentes a la degradación inducida por la luz y a la degradación inducida por la luz y las altas temperaturas, existen indicios de que son susceptibles a la degradación inducida por los rayos ultravioleta (UVID), que podría mermar la longevidad de los módulos.

Investigadores del Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC y del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) han documentado la pérdida de potencia de estas tecnologías en la parte delantera y trasera. Según el informe, los datos no apuntan a un único mecanismo de degradación, sino que sugieren que los distintos diseños de células se degradan por vías diferentes.

“No queremos dar la alarma porque sí”, afirma Cherif Kedir, director ejecutivo de RETC. “Solo queremos comprobar el potencial de degradación por UV para informarnos a nosotros mismos y al sector. Si no hay ningún problema, todos podemos seguir adelante con nuestras vidas”.

Kedir recomienda a los fabricantes de módulos que realicen pruebas aceleradas de UVID como parte de un estudio técnico de diligencia debida. Si las capas de pasivación de las células están mal ajustadas, pueden romperse bajo esta exposición. Recomienda evaluar cada nuevo diseño de célula caso por caso.

“Si hay algún problema, publicaremos un informe para que el sector pueda adelantarse a la cuestión”, dijo.

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