A tecnologia HJT difere de outras tecnologias, como a TOPCon, por sua topologia de célula e por algumas características elétricas e estruturais. Entre as diversas vantagens da tecnologia HJT em relação à TOPCon, destaca-se o ganho no rendimento energético, também chamado de energy yield, que pode ser até 6% maior em algumas regiões com alta irradiância e temperaturas elevadas. Isso significa que, para cada kWp instalado em um projeto, o HJT entrega até 6% mais energia gerada (kWh).
As células HJT possuem em sua estrutura camadas de silício amorfo hidrogenado, depositadas nas faces frontal e traseira da célula, que atuam como camadas de passivação, permitindo que essas células alcancem maiores eficiências e melhor desempenho sob baixa irradiância. As células HJT da Risen Energy atingiram 26,61% de eficiência, possibilitando à empresa produzir módulos com até 740 Wp em larga escala.
Além disso, a superfície da célula HJT é revestida com um filme de óxido condutor transparente (TCO) e não possui camada isolante. Portanto, não há possibilidade de a camada superficial ser carregada, o que impede a ocorrência de PID.
Essa camada, que utiliza o material ITO (óxido de índio-estanho), além de mitigar as perdas por PID nessas células, torna as células HJT preferidas para a construção de células Tandem, pela facilidade de conexão com células de perovskita, justamente por ser condutora.
As células HJT não podem ser produzidas nas mesmas linhas de produção das células TOPCon, exigindo altos investimentos em novas linhas de produção por parte dos fabricantes, já que não é possível aproveitar linhas pré-existentes das tecnologias PERC ou TOPCon.
Por esse motivo, poucos fabricantes possuem capacidade produtiva dessa tecnologia, sendo estimada uma capacidade global de produção de 120 GW em 2025, frente a mais de 1000 GW de capacidade global de produção da tecnologia TOPCon.
Além disso, os módulos HJT requerem processos de fabricação diferentes e específicos, em função de sua topologia de célula única, pois são altamente sensíveis à exposição a altas temperaturas, como nos processos convencionais de corte half-cell, impressão de malha e interconexão entre células, o que resulta em diferenças estéticas nos módulos e células.
Dessa forma, é possível diferenciar um módulo HJT de um módulo TOPCon por meio da avaliação de características elétricas e de seus aspectos visuais.
Parâmetros elétricos: avaliação de fichas técnicas
Os módulos HJT apresentam melhor desempenho sob condições reais de operação, pois seu coeficiente de temperatura de Pmax é menor do que o dos módulos TOPCon, sendo de apenas -0,24%/ºC.
Além disso, a degradação de potência ao longo de 30 anos é de apenas 0,30% ao ano, o que permite que os módulos HJT cheguem a 30 anos com 90,3% de sua potência nominal. Sua bifacialidade é de 90%. Essas diferenças impactam diretamente no rendimento energético dos módulos.
Por fim, as tensões de circuito aberto (Voc) dos módulos HJT são mais altas quando comparadas aos módulos TOPCon de mesma potência.
Aspectos visuais
Cor da Face Traseira dos Módulos
A estrutura simétrica das células HJT, aliada ao processo de deposição do filme de ITO, no qual todas as células são posicionadas na horizontal, resulta em coloração homogênea e uniforme entre as faces traseira e frontal. Dessa forma, a cor de ambas as faces é praticamente igual, e todas as células apresentam a mesma tonalidade.
No caso dos módulos TOPCon, a coloração azul das células é resultado do filme de passivação chamado SiNx (nitreto de silício). Espessuras diferentes desse filme resultam em variações de cor, que vão do azul claro ao azul escuro. Geralmente, a face frontal varia de azul a preta, enquanto a parte traseira apresenta tons de azul mais claros, de forma não homogênea.
A alta refletividade da camada de óxido de tunelamento e da camada de polissilício na parte traseira do TOPCon, somada ao processo de deposição no qual as células são posicionadas verticalmente, com as costas voltadas uma para a outra dentro de um tubo de quartzo, dificulta o controle da espessura dos filmes em ambos os lados. Isso resulta em inconsistência de cor entre frente e verso do módulo, bem como em falta de uniformidade entre as células.
Portanto, a diferença na coloração das faces traseira e frontal, bem como a falta de uniformidade de cor entre as células, é uma característica marcante dos módulos TOPCon.
Cantos das células chanfrados
A tecnologia HJT requer processos de produção sob baixa temperatura, chegando a temperaturas máximas de 200 °C, quando na produção de TOPCon se observam temperaturas de até 800 °C.
Para evitar danos às células e alta qualidade das células HJT, fabricantes de referência e líderes na tecnologia HJT, como a Risen, realizam o corte no formato meia-célula (half-cell) diretamente no lingote, antes do fatiamento em wafers, de forma a evitar o corte da célula sob alta temperatura. Assim, os wafers já no formato half-cell, com os quatro cantos chanfrados, darão origem a células HJT com todos os cantos chanfrados, conforme mostra a Figura 2.
No caso dos módulos TOPCon, a indústria utiliza, em sua maioria, wafers inteiros para a fabricação das células, que só são divididas ao meio após finalizadas, pouco antes da montagem dos módulos. Por essa razão, as células TOPCon half-cell possuem apenas dois cantos chanfrados e dois cantos retos, como também pode ser observado na Figura 2.
HJT (direita) com 4 cantos chanfrados
Conclusão
A tecnologia HJT se destaca por seu alto rendimento energético, excelente estabilidade térmica, baixa degradação de potência ao longo dos anos de operação, elevada bifacialidade — características que resultam em um desempenho energético superior.
A Risen desenvolveu uma tecnologia inovadora de interconexão entre células, chamada Hyperlink, que opera em baixa temperatura e sem aplicação de stress térmico. Além disso, utiliza células ultrafinas OBB, com espessura de apenas 90 μm, que passam por serigrafia com tela estêncil para a formação da malha condutora com maior precisão.
Os avanços nos processos de fabricação de células e módulos HJT garantem alta confiabilidade ao evitar danos térmicos e mecânicos às célula, além de conferir um aspecto estético diferenciado em comparação às células TOPCon e às HJT de outros fabricantes — como, por exemplo, a uniformidade na cor e a ausência de pontos visíveis de soldagem nos condutores.
Em um mercado cada vez mais competitivo no qual as fabricantes buscam otimizar custos, a compreensão da tecnologia HJT, suas características elétricas e processos de fabricação é importante para assegurar que os módulos adquiridos apresentem alta confiabilidade e excelente desempenho.
Além disso, as diferenças técnicas e visuais entre as tecnologias HJT e TOPCon é essencial para integradores, distribuidores e investidores tomarem decisões sobre qual tecnologia usar em seus projetos e quais resultados esperar.
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