Inamicii tehnologiei fotovoltaice - Efectul LeTID

În timp ce LID este cunoscut de aproape 50 de ani, varianta sa LeTID nu a fost descoperită decât în 2012, odată cu apariția unui nou tip de celule numite PERC.

Ce este LeTID?

Se manifestă printr-o pierdere de putere la modulele de siliciu, din cauza expunerii la lumina soarelui, așa cum v-am arătat deja în articolul nostru despre efectul LID. Până în acel punct, ambele fenomene sunt la fel; principala diferență dintre LID și LeTID este faptul că acesta din urmă apare la temperaturi ridicate de funcționare, peste 50ºC, în timp ce efectul LID poate fi observat la temperaturi scăzute.

Pe lângă apariția la temperaturi de funcționare mai ridicate ale modulelor, dezvoltarea ulterioară a efectului LeTID este similară cu LID. Cu toate acestea, diferă într-un punct care îl face să fie mai grav, recuperarea lui lentă. În timp ce stabilizarea modulului în cazul LID are loc în primii doi ani, regenerarea în cazul LeTID este atât de lentă încât afectează o mare parte a duratei de viață utilă a modulului, periclitând grav viabilitatea economică.

LeTID a fost detectat inițial în principal la celulele PERC de siliciu policristalin. Dar nu s-a oprit aici: mai târziu a fost raportat și la celule PERC monocristaline și chiar la celule de tip N.

Întrucât modulele cu celule PERC urmează să înlocuiască celulele tradiționale Al-BSF de până acum, apariția LeTID reprezintă un obstacol major. Cine ar cumpăra module care, pe de o parte au o performanță cu 2-3% mai mare, dar pe de altă parte își pierd până la 10% din performanță după câțiva ani de funcționare? Astfel, întreaga comunitate fotovoltaică – producători, universități, laboratoare, organisme de certificare – a început să se concentreze pe o mai bună înțelegere a efectului și pe dezvoltarea unor remedii de încredere.

De ce se produce?

Cercetările actuale indică un suspect principal: hidrogenul. La fabricarea celulei, atomii de hidrogen se dispersează de la alte straturi ale celulei până la stratul masiv (bulk layer). Deși procesele concrete din interiorul celulei sunt în prezent analizate, pare destul de probabil că, pe măsură ce temperaturile de procesare sunt mai ridicate, se dispersează o cantitate mai mare de hidrogen prin celulă.

Cum este detectat efectul LeTID?

LeTID nu este vizibil fără instrumentele de măsurare adecvate. Practic, așa cum se întâmplă aproape cu toate defecțiunile, acesta este detectat datorită unei scăderi anormale a performanței panourilor. După ce am exclus alte origini mai ușor de văzut, cum ar fi hotspoturile sau delaminarea, ar trebui să folosim echipamente speciale cu electroluminiscență pentru a diagnostica deteriorarea cauzată de LeTID, procedură identică cu diagnosticarea LID, a micro-fisurilor și a altor defecte.

Electroluminiscența este o „radiografie a modulului” care face vizibile defectele invizibile pentru ochiul uman. În timpul acestui proces, curentul maxim (Isc) este injectat în modul, determinându-l să se lumineze și să emită radiații la o frecvență vizibilă doar cu filtre și camere speciale. În măsurătorile pe care le facem, vom putea vedea zone albe, gri și negre care indică daunele suferite. Zonele în culori mai închise vor fi cele afectate de LeTID, care nu au activitate electrică și deci care vor face să scadă performanța panoului.

Cum să evitați efectele LeTID?

Laboratoarele și producătorii lucrează intens în vederea identificării cauzelor LeTID și dezvoltării de proceduri de testare pentru inspecția modulelor, pe lângă adaptarea și optimizarea proceselor de fabricație pentru a obține module cu cel mai scăzut risc asociat efectului LeTID. Ne putem aștepta ca în cursul anului 2020 să avem o normă IEC care să standardizeze testele pentru a măsura efectul cu certitudine. TÜV Rheinland a dezvoltat deja o procedură proprie pentru determinarea LeTID.

Primele măsuri propuse în procesul de fabricare a celulelor PERC care pot reduce LeTID sunt:

• Utilizarea de materii prime cu conținut scăzut de hidrogen;
• Reducerea temperaturilor de tratare a celulelor;
• Utilizarea de napolitane mai subțiri.

Dorința de a combate efectul LeTID este atât de mare încât unii producători își certifică deja modulele în laborator, cu proceduri care nu sunt încă finalizate. În prezent, atâta timp cât nu cunoaștem cu deplină claritate motivele LeTID, utilizatorii nu pot face mare lucru pentru a minimiza efectele acestuia. Utilizatorul trebuie să acționeze la fel ca și în cazul altor riscuri deja cunoscute.