L’Accademia delle Scienze cinese presenta un nuovo modo per valutare i moduli solari HJT

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Per rispondere alle preoccupazioni sul degrado dei moduli solari a etero-giunzione, un team di scienziati guidato dall’Accademia delle Scienze cinese ha sviluppato un modello per prevedere la durata di vita dei moduli a etero-giunzione.

Il modello tiene conto di fattori quali la temperatura, l’umidità e l’irradiazione UV ed è stato utilizzato dal team di ricerca per prevedere la durata di vita dei moduli realizzati con pellicole incapsulanti POE a taglio ultravioletto.

Gli scienziati hanno sottolineato che il degrado indotto dai raggi ultravioletti nei pannelli a etero-giunzione è “in gran parte causato da una diminuzione della corrente di cortocircuito” e che può essere “efficacemente soppresso” utilizzando incapsulanti in POE, che ha proprietà di durata.

Il gruppo ha testato il suo approccio su moduli a etero-giunzione fabbricati con una configurazione a doppio vetro e 144 pezzi di celle M2 tagliate a metà. Una serie di pannelli è stata laminata con un incapsulante POE passivo ai raggi ultravioletti (UVP), mentre l’altra serie è stata laminata con un incapsulante POE a taglio ultravioletto (UVC).

I campioni sono stati esposti a test di irradiazione UV accelerata da 60 kWh a 300 kWh nelle camere a raggi ultravioletti del Centro nazionale di ispezione della qualità dei prodotti solari fotovoltaici della Cina.

La modellazione e i test UV hanno permesso al team di trarre alcune prime conclusioni. “Nel complesso, i moduli UVC hanno una durata maggiore rispetto ai moduli UVP, che può essere prolungata in media di circa 4,2 anni in diverse regioni. Questo vantaggio è attribuito principalmente al POE UV cut-off, che blocca i danni dei fotoni UV alle celle solari HJT”, hanno dichiarato gli studiosi.

Poiché anche la temperatura e l’umidità influiscono sul tasso di degrado del modulo e il gruppo non voleva basarsi solo sui dati relativi ai raggi UV, ha condotto test successivi al calore umido (DH) solo sul materiale incapsulante UVC. I mini moduli sono stati fabbricati con una cella HJT di dimensioni M2 in una configurazione a doppio vetro e laminati con pellicole UVC.

Sono stati preparati quindici campioni di mini-moduli a una cella. Sono stati divisi in tre gruppi per essere esposti a condizioni di calore umido come segue: 85 C° all’85% di umidità relativa, 55 C° all’85% di umidità relativa e 25 C° all’85% di umidità relativa.

Tutti i mini-moduli sono stati poi sottoposti a condizioni di calore umido (DH) per 500 ore, e i parametri di uscita di corrente-tensione sono stati misurati ogni 50 ore alle condizioni di test standard di irraggiamento di 1.000 W/m2 a 25 C°.

Successivamente, il team ha utilizzato il modello per fare previsioni sul degrado dei moduli HJT in base a parametri climatici specifici per cinque località della Cina corrispondenti a diverse zone climatiche: Daqing, Hainan, Qinghai, Ningxia e Shanghai.

L’analisi ha mostrato che i sistemi situati a Daqing e Ningxia possono raggiungere una durata di vita di oltre 30 anni, poiché queste località hanno un’irradiazione UV inferiore a 48 kWh/m2 e un’umidità relativa inferiore al 55%.

“Evidentemente, la durata di vita dei moduli HJT può essere facilmente calcolata quando si inseriscono nel modello di Peck i dati relativi a temperatura, umidità e irraggiamento di un luogo specifico”, ha concluso il team.

I dettagli della ricerca sono riportati in “Predicting the lifetime of HJT modules towards the outdoor real-world environment” (Previsione della durata di vita dei moduli HJT nell’ambiente esterno del mondo reale), pubblicato di recente su Solar Energy Materials and Solar Cells.

I ricercatori che hanno partecipato allo studio provengono dallo State Key Laboratory of Materials for Integrated Circuits, dall’Università dell’Accademia delle Scienze cinese, da Tongwei Solar, dall’Huaneng Clean Energy Research Institute e dall’Huaneng Gansu Energy Development.

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