O que é a tecnologia de painel solar TOPCon?

Embora a tecnologia PERC (contato traseiro de emissor passivo) tenha se tornado onipresente na fabricação de painéis solares, espera-se que um processo diferente surja como um dos principais concorrentes. TOPCon, ou contato passivado com óxido de túnel, foi introduzido na indústria em 2013 pelo Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar na Alemanha e tem sido usado pelos principais fabricantes chineses desde pelo menos 2019. Ele combina uma camada de óxido de túnel com uma célula solar PERC para reduzir as perdas de recombinação e aumentar a eficiência celular.

Em algumas etapas extras, o TOPCon torna uma célula PERC mais poderosa e eficiente.

A tecnologia PERC simples tem um limite de eficiência teórico de cerca de 24%, denotando quanta energia solar o painel pode converter em eletricidade utilizável, portanto, para continuar avançando, os fabricantes usam “tecnologia de contato passivado” mais avançada. A LONGi anunciou em 2021 que atingiu 25,21% de eficiência para células TOPCon bifaciais tipo n, e alguns meses depois a JinkoSolar atingiu 25,4% de eficiência.

Os avanços incrementais na eficiência do TOPCon continuaram em 2022: a Trina Solar atingiu 25,5% de eficiência com o maior tamanho de célula de 210 mm em março. A empresa ainda não lançou um produto TOPCon para o mercado norte-americano, mas a inovação poderá chegar às costas ocidentais em breve devido aos ganhos fáceis da TOPCon em eficiência e confiabilidade celular, disse Zixuan (Rocky) Li, gerente de produto da Trina Solar.

“Maior eficiência permite que o painel colete mais energia por unidade de área”, disse ele. O TOPCon tem uma taxa de “bifacialidade” de 80% em comparação com os 70% do PERC, o que permite que os módulos TOPCon “coletem mais energia da parte traseira em comparação com os módulos bifaciais PERC, o que é favorável para projetos de utilidade pública montados no solo”, disse Li.

Esses avanços celulares são realizados com bastante facilidade em células PERC quando comparados a processos de fabricação totalmente novos. PERC adiciona um filme passivado na parte traseira das células solares comuns para absorver mais luz que pode ter passado pela superfície inicial da célula. TOPCon pega o mesmo filme PERC e adiciona uma camada ultrafina de óxido na parte superior como outra barreira para conter a luz não absorvida.

Em comparação com a tecnologia de heterojunção (HJT), que combina silício cristalino e filme fino de silício amorfo em uma célula solar híbrida de alta potência e requer um processo de fabricação totalmente diferente, adicionar uma camada de óxido a uma célula PERC é uma atualização de fabricação mais fácil.

“O TOPCon adiciona uma camada adicional de passivação de óxido de tunelamento à célula, mas pode ser adicionado às linhas PERC existentes por uma parcela relativamente baixa de seu custo total”, disse Adam Detrick, diretor de gerenciamento de produtos e serviços técnicos da divisão norte-americana da JinkoSolar. “Os benefícios adicionais de eficiência e rendimento energético do TOPCon fazem dele o menor custo de capital líquido em grande escala.”

Detrick disse que a JinkoSolar está focada no crescimento da capacidade TOPCon do tipo n como sua principal oferta de células, visto que vê o TOPCon como a tecnologia de células passivadas líder no mercado nos próximos cinco anos.

“O TOPCon oferece a melhor combinação de eficiência e confiabilidade em relação ao custo de capital e se adapta facilmente aos parâmetros de projeto de módulos existentes”, disse ele. “Existem outras tecnologias do tipo n, como HJT e IBC, mas sua arquitetura celular mais exótica significa que elas exigem linhas celulares exclusivas com custos de capital muito mais elevados.”

A indústria pode esperar que o TOPCon se torne rapidamente tão onipresente quanto o PERC no mercado solar de silício cristalino, assim que os fabricantes estiverem dispostos a atualizar suas linhas de produção.

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