La scorsa settimana i produttori di pannelli solari JinkoSolar e Trina Solar hanno riferito che i test sul campo dimostrano che i moduli solari a contatto passivo a ossido di tunnel (TOPCon) superano i moduli fotovoltaici a contatto posteriore di tipo p nella produzione di energia mensile. Questi studi sono stati condotti individualmente dai produttori e, nel caso di Jinko Solar, i risultati sono stati confermati dal TÜV Nord tedesco.
Mentre i dati dal punto di vista della generazione sono incoraggianti, i risultati del Kiwa PVEL scorecard di quest’anno hanno dimostrato che la tecnologia è più vulnerabile. Anche i ricercatori dell’Università del Nuovo Galles del Sud (Australia) hanno recentemente pubblicato i risultati di una nuova ricerca che mostra la vulnerabilità delle celle solari TOPCon alla corrosione da contatto, come riportato da pv magazine nel 2023.
Nel caso dei test condotti da Kiwa PVEL, i risultati dipendono in larga misura dal tipo di distinta base (BOM) utilizzata.
“I risultati di quest’anno ci hanno sorpreso”, ha dichiarato Asier Ukar, direttore spagnolo di Kiwa PI Berlin, a pv magazine. In particolare, meno del 6% dei 388 modelli testati ha ottenuto i migliori risultati in tutti i test di affidabilità (TC, DH, MSS, HSS, PID e LID+LETID); e il 66% dei produttori di moduli ha registrato almeno un guasto nei test. “Anche il tasso di guasti a livello di distinta base è salito al 41%, il più alto in assoluto”, spiega. I moduli fotovoltaici con lo stesso tipo di modello possono essere prodotti con distinte base completamente diverse e queste variazioni nei componenti dei moduli fotovoltaici possono avere un impatto notevole sull’affidabilità e sulle prestazioni. D’altra parte, secondo Ukar, “i test di certificazione del settore secondo le normative standard spesso non sono abbastanza rigorosi per identificare questi potenziali problemi”.
Ad esempio, il test della Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC) per il Thermal Cycling è di 200 cicli in una camera climatica, mentre il test PVEL di Kiwa è di 600 cicli. Questo test modella le prestazioni contro i cicli termici caldo-freddo e il requisito per superare il test è che il modulo si degradi meno del 2%; l’84% dei moduli testati ha superato il test, mentre 11 produttori hanno subito un fallimento in questo test. “Il tasso medio di degrado per PERC e TOPCon è stato rispettivamente dello 0,6 e dello 0,7%, ma 5 distinte base TOPCon hanno registrato un fallimento nel degrado della potenza rispetto a una sola distinta base PERC”, spiega Asier Ukar.
Un altro test, il Damp Heat, sottopone i pannelli al calore umido in una camera climatica. Kiwa PI Berlin li sottopone a 2.000 ore – rispetto alle 1.000 dell’IEC – e il requisito per superare il test è che il modulo si degradi meno del 2%. “In questo caso, il 31% delle distinte testate non ha superato il test, e il TOPCon è più colpito del PERC”, spiega Ukar.
I test di stress meccanico, grandine, degrado potenziale indotto (PID) e LID -LeTID hanno mostrato risultati generalmente buoni, ma sono stati osservati problemi nei test di degrado indotto dai raggi UV (UVID): “La perdita di potenza dopo 120 kWh/m2 di UVID variava dallo 0,6% al 16,6%. Mentre l’HJT ne risente e il PERC si degrada più del previsto, il TOPCon ne risente molto di più”, spiega.
Tutto lascia pensare che la TOPCon sarà la tecnologia dominante nei prossimi 5 anni e, come ogni progresso o miglioramento tecnologico nel settore, questo comporta alcuni rischi e sfide che devono essere compresi e affrontati. “Uno dei principali obiettivi nella corsa all’implementazione di questa tecnologia in modo da soddisfare le aspettative è quello di concentrarsi sulla sua durata a lungo termine, cioè su come questa tecnologia si comporta sotto l’influenza di fattori ambientali come l’umidità o le radiazioni UV”, afferma il direttore spagnolo della società di consulenza Kiwa PI Berlin.
Questo approccio comporta la necessità di includere test di durata estesi nei processi di pre-qualificazione dei produttori e dei loro modelli, nonché di adattare le procedure di prova di laboratorio con test adeguati ai rischi che TOPCon introduce. “La buona notizia è che sia gli strumenti che le conoscenze esistono e sono al servizio dell’industria”, conclude Ukar.
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