Istituto statunitense lancia avvertimento sui rischi di degradamento della tecnologia TOPCon

Ogni anno, il Renewable Energy Test Center (RETC) di Fremont, in California, pubblica il suo indice dei moduli fotovoltaici, che rende conto delle ultime tendenze in termini di qualità, prestazioni, affidabilità e tecnologie emergenti dei moduli solari.

L’ultima version del rapporto si apre con osservazioni sull’aumento delle quote di mercato dei moduli solari TOPCon, una tecnologia sempre più adottata dai principali fornitori di pannelli.

Tale tecnologia cellulare è stata introdotta Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems in Germania nel 2013 ed è composta da celle fotovoltaiche di tipo n con contatti passivanti. I moduli hanno una forte passivazione superficiale e un efficace trasporto del vettore, che contribuiscono entrambi a una forte tensione a circuito aperto e ad un’elevata efficienza. Il passaggio al TOPCon è arrivato quando i moduli PERC con emettitore passivato di tipo p hanno iniziato a raggiungere i loro limiti teorici di efficienza.

RETC ha affermato che questo aumento dell’efficienza ha reso TOPCon “la parola più diffusa nel solare”.

Il rapporto ha anche rilevato che mentre il produttore cinese Longi sta “scommettendo in grande” sul TOPCon di tipo p, molte altre aziende connazionali come JinkoSolar, Jollywood, JA Solar e Trina Solar stanno effettuando investimenti significativi in moduli con design di celle TOPCon di tipo n.

“Grazie a valori di tensione a circuito aperto più elevati, è possibile ottenere efficienze e potenze nominali più elevate. Di per sé, ciò probabilmente sposterà i produttori verso progetti di celle TOPCon di tipo n, non appena potranno arrivarci”, ha affermato Kenneth Sauer, ingegnere capo di VDE Americas.

RETC ha affermato che a causa delle complessità di produzione, le celle di tipo n ad alta efficienza che utilizzano la tecnologia di eterogiunzione (HJT) e le celle a contatto posteriore interdigitato (IBC) sono relativamente costose da produrre e rimangono, per ora, limitate a una nicchia del mercato. In confronto, la produzione di celle TOPCon di tipo n è molto simile al processo di produzione PERC, le cui linee sono facilmente riconvertibili al TOPCon senza spese esagerate.

“Sebbene i moduli TOPCon di tipo n odierni costino leggermente di più su base watt rispetto ai moduli PERC mono di tipo p, i guadagni di efficienza si traducono in un costo dell’energia livellato (LCOE) inferiori nei progetti sul campo. Soprattutto, i principali esperti si aspettano che il TOPCon di tipo n tragga vantaggio da una curva di apprendimento accelerata”, afferma il rapporto.

Tuttavia, come con qualsiasi tecnologia emergente, il rapporto osserva che il passaggio al TOPCon potrà comportare qualche rischio. Mentre le celle fotovoltaiche TOPCon di tipo n si sono dimostrate resistenti al degradamento indotto dalla luce e a quello indotto dalla luce e dalla temperatura elevata, esistono alcune prove di suscettibilità al degradamento indotto dai raggi ultravioletti (UVID), che potrebbe ridurre la longevità del modulo.

I ricercatori dello SLAC National Accelerator Laboratory e del National Renewable Energy Laboratory (NREL) hanno documentato la perdita di potenza front-side e back-side di queste tecnologie. I dati non indicano un singolo meccanismo di degradamento, ma suggeriscono che diversi modelli cellulari si degradano attraverso percorsi diversi.

“Non stiamo cercando di suonare un allarme senza motivo”, ha affermato Cherif Kedir, amministratore delegato di RETC. “Vogliamo solo testare il potenziale di degradamento UV per istruire noi stessi e l’industria”.

Kedir consiglia ai produttori di moduli di condurre test UVID accelerati come parte di un’indagine di due diligence tecnica. Se gli strati di passivazione cellulare sono sintonizzati in modo errato, possono rompersi sotto questa esposizione. “Se c’è un problema, pubblicheremo un rapporto in modo che l’industria possa affrontare il problema”, ha affermato.