Los paneles fotovoltaicos con tecnología de célula tipo-N tienen unos mejores parámetros operativos respecto a los tipo-P gracias a la baja degradación que sufren.

Esto es debido a que las células tipo-P se dopan con boro o galio, los cuales se degradan en contacto con el oxígeno e hidrógeno (efectos LID y LeTID) y a que sufren menores pérdidas de potencia debido a la temperatura.

Sin embargo, con la popularización de la energía solar fotovoltaica se impulsó el desarrollo de estas tecnologías, creando nuevas estructuras de células que mejoraban las prestaciones de las células tipo-N convencionales.

Por su parte, Canadian Solar es una de las marcas del mercado fotovoltaico actual que cuenta con estas tecnologías en sus paneles.

El origen de las células PERT

En este contexto surgen las células PERT, o “Emisor Pasivado y Superficie Trasera Totalmente Difusa, las cuales incorporan una capa silicio policristalino en la parte posterior de la célula tipo-N. Esta nueva capa refleja nuevamente la luz incidente hacia la célula, maximizando el aprovechamiento energético, aumentando la producción y eficiencia de la célula. Además, la BSF ayuda a disipar el calor producido en la célula, evitando que se produzcan pérdidas de potencia adicionales.

Estructura de una célula PERT.

Con la incorporación de esta nueva tecnología, las células tipo PERT permitieron aumentar la eficiencia de los módulos y reducir el coeficiente de pérdidas de potencia debidas a la temperatura, alcanzando rendimientos del 21,6 % (BiHiKu 7 de Canadian Solar).

Sin embargo, los fabricantes pronto descubrieron que añadiendo una delgada capa de dióxido de silicio (SiO₂) a la estructura de las células PERT podían mejorar todavía más sus prestaciones. De esta forma surgen las células TOPCon, o “Contacto Pasivado de Túnel de Óxido, cuya capa de dióxido de silicio actúa como un filtro que solo permite pasar a los electrones hacia la parte trasera de la célula, evitando que se produzcan recombinaciones con los huecos de los átomos que se quedan en el sustrato anterior (es decir, que los electrones se fijen a la capa de valencia de los átomos, lo que inhibe su movimiento y produce pérdidas eléctricas).

Estructura de una célula TOPCon.

 

Los módulos fotovoltaicos de Canadian Solar

Canadian Solar cuenta con una gran experiencia como fabricante de módulos, contando con 3 modelos que son la punta de lanza de la tecnología TOPCon:

Panel solar Hiku6 de Canadian Solar. Panel solar BiHiku6 de Canadian Solar.Panel Solar Bihiku 7 de Canadian Solar.

Estos módulos cuentan con rendimientos de hasta el 23% gracias a su bajo coeficiente de temperatura (−0,29 %/°𝐶), permitiendo que se maximice la potencia instalada por 𝑚2 y funcionen eficientemente bajo ambientes cálidos. Como se había comentado con anterioridad, al tratarse de módulos con células dopadas negativamente (tipo-N), sufren muy bajas degradaciones (inferiores al 1% primer año), además de no sufrir los efectos LID, LeTID y de contar con tecnología anti-PID (efecto que se produce debido a la diferencia de potencial entre las células y el marco del módulo fotovoltaico).

Por si no fuera poco, la tecnología TOPCon permite aprovechar longitudes de onda de la radiación solar que con otras tecnologías serían perjudiciales para el módulo (generarían pérdidas en forma de calor), lo que posibilita que el módulo genere energía eléctrica durante un mayor número de horas al día e incluso en condiciones de bajo recurso solar. En resumen, los módulos con tecnología TOPCon de Canadian Solar mejoran las prestaciones de la tecnología tipo- N debido a:

  • Menor coeficiente de pérdidas de potencia por temperatura: gracias al dopaje de la capa base con fósforo y a la inclusión de la superficie pasivadora en el reverso de la célula, esto a su vez mejora el comportamiento electroquímico ante temperaturas
  • Aprovechamiento de longitudes de onda en el IR cercano: aumentando la eficiencia del módulo utilizando estas longitudes de onda del espectro electromagnético que con otras tecnologías en pérdidas por
  • Bajos costes de producción: adaptación de los procesos de fabricación de células monocristalinas PERT y tipo-N.
  • Mayor eficiencia: permite aumentar la potencia instalada por 𝑚2 y maximizar el aprovechamiento del recurso
  • Mayor coeficiente de bifacialidad: tecnología fácilmente implementable en módulos

Todas estas características, sumadas al amplio abanico de potencias que ofrece Canadian Solar, de 420 W a 705 W, tanto en módulos monofaciales como bifaciales posicionan a Canadian como una de las empresas líderes del mercado en fabricación de módulos fotovoltaicos.

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