O mercado de energia solar está em constante movimento, prova disso, são os novos processos de fabricação, materiais, células solares e design de módulos para maximar o desempenho e reduzir seu custo de energia. Com isso, uma nova tecnologia está vindo com força no mercado, os painéis solares de heterojunção.
As células solares de heterojunção (HJT) combinam duas tecnologias diferentes em uma única célula: célula de silício cristalino e silício amorfo.
A célula de silício é sanduichada entre duas camadas de silício amorfo “filme fino”. Permitindo um aumento na eficiência dos painéis e mais energia a ser obtida facilmente quando comparado aos painéis solares convencionais.
Com células solares de heterojunção, um wafer de silício cristalino convencional tem silício amorfo depositado em suas superfícies frontal e traseira. Isso resulta em algumas camadas de película fina solar que absorvem fótons extras que, de outra forma, não seriam capturados pelo wafer de silício cristalino convencional.
O conceito de produção HJT foi desenvolvido pela SANYO Electric na década de 1980. A SANYO foi a primeira empresa a produzir comercialmente células solares de silício amorfo. A tecnologia solar de heterojunção aproveita isso construindo um painel solar a partir de três camadas diferentes de material fotovoltaico.
Os painéis solares de heterojunção podem atingir eficiências de 21% ou mais. Isso é comparável a painéis que usam diferentes tecnologias para obter alto desempenho. A figura abaixo representa uma célula solar HJT típica.
Como mostrado na figura acima, é uma célula HJT típica com uma célula cristalina do tipo n no meio entre silício amorfo na frente e atrás.
Materiais para Fabricar uma Célula Solar de Heterojunção
Existem três materiais importantes usados para células HJT:
- Silício Cristalino (c-Si);
- Silício Amorfo (a-Si);
- Óxido de índio e estanho (ITO).
O silício cristalino é usado regularmente para criar células solares de homojunção padrão, vistas em painéis convencionais. Existem duas variedades de c-Si, silício policristalino e monocristalino, mas o monocristalino é o único considerado para células solares HJT, pois possui uma pureza mais alta, portanto mais eficiente.
O silício amorfo é usado na tecnologia fotovoltaica de filme fino e é o segundo material mais importante para a fabricação de células solares de heterojunção.
Óxido de estanho de índio é o material preferido para a camada de óxido condutor transparente (TCO) da célula solar de heterojunção. As propriedades de refletividade e condutividade do ITO o tornam um melhor contato e camada externa para a célula solar HJT.
Alguns Benefícios dos Painéis Solares de Heterojunção
Os painéis solares de heterojunção podem ser bastante benéficos, pois possuem uma tecnologia aprimorada com grande potencial na indústria solar. Esses são alguns dos principais benefícios da tecnologia:
Alta eficiência
Com uma eficiência de conversão de 26,07% para módulos monofaciais e mais de 30% para bifaciais, a heterojunção se posiciona como uma das tecnologias solares mais eficientes do setor. Tornando-se conveniente para aplicações com espaço limitado e em áreas que exigem grandes capacidades de geração.
Bom coeficiente de temperatura
A tecnologia de células solares de heterojunção é menos afetada por mudanças de temperatura. Tornando-se ótima para aplicações em locais com altas temperaturas, o que pode afetar negativamente o desempenho dos módulos c-Si padrão.
A figura abaixo mostra a diferença da eficiência de um painel solar de heterojunção comparado a um módulo convencional.
Alta bifacialidade
A célula HJT possui um alto fator de bifacialidade de 92%, fazendo com que o HJT ofereça um ótimo desempenho quando projetado como um módulo bifacial. Essa tecnologia está se tornando mais popular para aplicações em escala de utilidade, que buscam aproveitar o recurso albedo.
Processo de fabricação fácil
As células solares de heterojunção têm etapas adicionais no processo de fabricação, mas isso não aumenta muito o custo. Esta tecnologia envolve apenas 5-7 etapas durante a fabricação, e o preço do equipamento necessário está sendo constantemente reduzido, mostrando uma grande promessa para o futuro da HJT.
Aplicações de espaço limitado (telhas solares e BIPV)
A alta eficiência de conversão do HJT o torna ótimo para aplicações de espaço limitado. Duas aplicações populares são a fabricação de telhas solares e produtos fotovoltaicos integrados à construção (BIPV).
Guilherme Peters Junior
Engenheiro Eletricista e Analista de Marketing na Solar Inove.
