Sempre comprometida em aprimorar o desempenho e a confiabilidade de seus módulos fotovoltaicos, a CSI Solar trabalha constantemente no desenvolvimento de tecnologias para maximizar a eficiência de seus produtos.
Desde 2019, dedica-se ao desenvolvimento da tecnologia N-type TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact), com módulos baseados em diferentes tamanhos de células, como 182 x 210 mm e 210 x 210 mm, oferecendo flexibilidade para diversas aplicações.
Baseados em células retangulares de 182 x 210 mm, os módulos bifaciais 182 Pro TOPCon possuem 66 células, dimensões de 2382 x 1134 mm com potência de até 630Wp e eficiência de até 23.3%, podendo ser aplicáveis em segmentos de C&I ou Utility.
Devido às dimensões e método de armazenagem otimizados, é possível maximizar a taxa de utilização dos contêineres com aproveitamento de até 99.8%. Com isto, a potência por contêiner para módulos 182 Pro TOPCon pode alcançar até 453.6kW, representando um aumento de aproximadamente 8,0% quando comparado a módulos baseados em células de 182 x 182 mm.
Ao entregar mais potência por contêiner, é possível reduzir os custos de BOS (Balance of System) e LCOE (Levelized Cost of Energy), o que agrega um valor significativo para os clientes.
Além disso, quando comparado a módulos 182N 72 células, o módulo 182 Pro permite aumentar a quantidade de módulos por string tanto para sistemas fixos quanto para instalações com trackers, devido à sua menor tensão de circuito aberto (Voc), o que também contribui para a redução do custo do sistema.
Entretanto, um fator que influencia significativamente no desempenho dos módulos fotovoltaicos é a temperatura de operação. Os módulos 182 Pro TOPCon utilizam wafers de silício tipo N com tempos de vida útil estendidos para portadores minoritários, combinados com a implementação da tecnologia avançada de contato passivado por óxido de túnel.
Essa abordagem envolve o aprimoramento da tensão de circuito aberto (Voc) da célula por meio da deposição de uma camada ultrafina de óxido e da dopagem de uma camada de polisilício na parte traseira da célula, facilitando a passivação eficaz da interface e contribuindo para um coeficiente de temperatura mais favorável no módulo.
Como resultado, os módulos TOPCon apresentam desempenho superior aos módulos PERC em ambientes de alta temperatura, conforme demonstrado na Figura 2.
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Figura 2 – Influência da Temperatura do Módulo na sua Geração de Energia
No design da célula, fingers (pequenas linhas metálicas que coletam a energia gerada nas células fotovoltaicas e a entregam aos busbars) mais estreitos e em maior quantidade são implementados. Isso minimiza as distâncias de transmissão, reduzindo as áreas de sombreamento e, de forma eficaz, diminuindo a resistência em série e o consumo de pasta de prata.
Por meio de simulações e validações experimentais, foi determinado que 16 busbars (barramentos) representam a configuração ideal para maximizar a potência de saída nos módulos 182 Pro TOPCon, conforme observado na Figura 3.
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Figura 3 – Relação entre o número de busbars e a potência de saída
A célula TOPCon foi desenvolvida com um design simétrico nas faces frontal e traseira da célula, permitindo uma área de sombreamento menor em comparação com PERC.
Combinando várias tecnologias de aumento da bifacialidade tanto no nível da célula quanto no módulo, os módulos 182 Pro TOPCon podem alcançar uma bifaciali-dade de até 85%, um ganho significativo quando comparado à tecnologia PERC.
Em termos de confiabilidade, além de certificados por laboratórios externos, estes módulos passam por um protocolo interno de testes de 2 a 3 vezes mais rigorosos que os padrões da IEC, garantindo alta confiabilidade do produto (Tabela 1).
Tabela 1: Protocolo interno de testes
| Testes | IEC 61730/61215 | Protocolo Interno CSI |
| DH (Damp Heat) | 1000 horas | 2000~3000 horas |
| TC (Thermal Cycling) | 200 ciclos | 400~600 ciclos |
| HF (Humidity Freeze) | 10 ciclos | 20~30 ciclos |
| PID (Potential Induced Degradation) | 96 horas | 192 horas |
Conforme mostrado na Tabela 1, os resultados de teste evidenciam que os módulos TOPCon apresentaram desempenho superior em comparação com os módulos PERC.
Tomando o teste de Damp Heat (DH) como exemplo, os módulos bifaciais TOPCon mostraram uma degradação de potência inferior a 2% após o teste DH2000, o que foi bem abaixo dos 5% exigidos pelo padrão IEC após o teste DH1000.
A CSI Solar também desenvolveu um método de avaliação de UV em nível de célula para monitoramento diário. Após a irradiação UV de 60kWh/m², as células TOPCon mostraram cerca de 0,2% menos degradação em comparação com as células PERC, como é verificado na Figura 4, garantindo mais uma vez a confiabilidade dos produtos testados.
- Figura 4 – Resultados dos testes de contabilidade dos módulos PERC e TOPCon
Por fim, outra grande vantagem dos módulos 182 Pro está relacionada à compatibilidade com sistemas, uma vez que são mecanicamente compatíveis com sistemas de montagem tradicionais e eletricamente compatíveis com as principais marcas de inversores string (incluindo os inversores Canadian).
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