Foco en TOPCon: PI Berlin comparte preocupaciones sobre la degradación

Fuente: https://www.pv-magazine.com/

Asier Ukar, director de PI Berlín España, analiza la importancia de abordar los riesgos asociados con la tecnología de contacto pasivado con óxido de túnel (TOPCon) desde el principio, a pesar de que supera al contacto trasero con emisor pasivado (PERC) cuando se consideran indicadores estándar y tangibles.

Imagen: PI Berlín

La tecnología TOPCon se ha afianzado con fuerza en el mercado fotovoltaico y se prevé que represente más del 75 % de la capacidad de tipo n para 2023, según Edurne Zoco de S&P Global Commodity Insights.

Los fabricantes chinos han realizado importantes inversiones en esta tecnología celular, y los inversores, los productores de energía independientes (IPP) y los fondos ya se están familiarizando con su potencial. Un factor que contribuye a la historia de éxito de TOPCon es su precio, que ha disminuido a alrededor de 0,01 € (0,01 USD)/W más que el de PERC en los últimos dos años.

TOPCon supera a PERC en varios indicadores «tangibles», incluido el coeficiente de bifacialidad, la eficiencia, los coeficientes de temperatura y la degradación anual. En consecuencia, los modelos financieros basados ​​en TOPCon muestran un retorno de la inversión más atractivo en comparación con PERC. Asier Ukar, director de la sede española de PI Berlín, dice que esto a menudo sirve como el principal impulsor para elegir la tecnología TOPCon.

Sin embargo, Ukar destaca la importancia de no confiar únicamente en los datos de las hojas de datos, sino también de realizar un análisis exhaustivo y transparente del comportamiento a largo plazo de la tecnología, específicamente en relación con los mecanismos de degradación. Según Ukar, es crucial identificar y abordar los riesgos potenciales asociados con la tecnología TOPCon desde el principio.

Un riesgo particular identificado por PI Berlin está relacionado con la presencia de aluminio en los contactos de celda a celda, que se encuentran en la parte frontal de la celda donde se acumula la humedad. Las pruebas de calor húmedo y las pruebas de electroluminiscencia posteriores pueden detectar este problema. Las celdas TOPCon son más sensibles al vapor de agua, por lo que se recomienda usar elastómero de poliolefina (POE) en la parte frontal para módulos de vidrio-vidrio, mientras que se prefiere POE en ambos lados para módulos de lámina posterior de vidrio.

Otro riesgo surge de la presión para reducir la cantidad de plata en las barras colectoras de las celdas TOPCon, lo que lleva a barras colectoras más delgadas y un agarre menos robusto de la celda. Esto puede provocar daños mecánicos en la impresión e interrupciones o roturas de los dedos, lo que reduce el rendimiento debido al aumento de la resistencia en serie efectiva. Las pruebas de electroluminiscencia pueden detectar estos problemas.

La tecnología TOPCon también enfrenta desafíos de degradación similares a los de la tecnología PERC, como la degradación inducida por polarización (PID-p). La parte frontal de las celdas TOPCon, que tiene una estructura similar a la parte posterior de PERC, puede verse afectada por este fenómeno.

Además, las capas de pasivación de óxido de aluminio en las celdas TOPCon son propensas a la degradación UV. Si bien la tecnología PERC no se ve afectada significativamente debido a que el aluminio se encuentra en la parte posterior, TOPCon es más susceptible porque las capas de pasivación de óxido de aluminio se encuentran en la parte frontal expuesta a la luz.

Ukar señala la necesidad de realizar ajustes en el control de calidad durante la fabricación de TOPCon, incluido el tamaño de la muestra y las pruebas específicas en el laboratorio, para abordar los riesgos inherentes a la tecnología TOPCon. Las pruebas de duración prolongada, como Calor húmedo, Ciclo térmico o Congelación por humedad, son cruciales para evaluar la confiabilidad a largo plazo de los módulos más allá de los datos estándar especificados en la hoja de datos.

Dentro de la lista de materiales (BOM) para los módulos TOPCon, el encapsulante es un componente clave. Un encapsulante inadecuado o de baja calidad puede anular los beneficios de TOPCon en comparación con PERC. El cuadro de mando de 2023 de PVEL, que incluye la prueba PID192h, demuestra variaciones sustanciales en los resultados de durabilidad extendida entre diferentes listas de materiales, incluso dentro del mismo fabricante.

Ukar señala que algunos fabricantes relajan los criterios de aceptación y rechazo de TOPCon en comparación con PERC para minimizar la pérdida de rendimiento y mantener la productividad. Sin embargo, es crucial identificar y abordar estos riesgos desde el principio y con la transparencia de la industria para aprovechar al máximo los beneficios de TOPCon.

A pesar de los riesgos asociados, los módulos TOPCon fabricados correctamente superan a PERC y muestran fenómenos de degradación mínimos.