En 2024, los fabricantes de panales solares JinkoSolar y Trina Solar informaron de que pruebas sobre el terreno demuestran que los módulos solares de contacto pasivado de óxido de túnel (TOPCon) superan a los módulos fotovoltaicos de contacto posterior de tipo p en la generación mensual de energía. Se trata de estudios que los fabricantes realizaron de manera individual, y en el caso de Jinko Solar, los resultados fueron confirmados por el organismo alemán TÜV Nord.
Si bien los datos desde el punto de vista de la generación resultan alentadores, los resultados del scorecard de Kiwa PVEL de ese mismo año mostraban que esta tecnología presenta mayor vulnerabilidad. Investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur (Australia) también publicaron los resultados de una nueva investigación que muestra la vulnerabilidad de las células solares TOPCon a la corrosión por contacto, como ya adelantó pv magazine en 2023.
En 2024, investigadores del Fraunhofer ISE analizaron la estabilidad de las células solares TOPCon, de emisor pasivado y posterior (PERC) y de heterounión bajo irradiación UV y descubrieron que las tres tecnologías de células pueden sufrir pérdidas significativas en el voltaje implícito y la eficiencia. La experiencia práctica ha confirmado este hallazgo.
Teniendo esto en cuenta, otros investigadores del Fraunhofer ISE evaluaron la validez de los métodos de ensayo UV estándar para los módulos TOPCon. El resultado, sorprendente a primera vista, es que las pruebas UV convencionales pueden exagerar considerablemente el efecto de degradación.
En estas pruebas de laboratorio, los expertos simulan la exposición natural a los rayos UV a la que se enfrentan los módulos fotovoltaicos sobre el terreno y en los tejados. Aumentan la intensidad de irradiación para acelerar el envejecimiento y estimar las pérdidas de rendimiento a largo plazo.
Límites de las pruebas
Fraunhofer ISE afirma que los módulos deben estabilizarse tras las pruebas para obtener resultados que reflejen con mayor precisión la degradación en el mundo real. Sólo entonces podrán los investigadores distinguir entre los tipos de módulos sensibles a la radiación UV y los más estables para realizar evaluaciones comparables. Los científicos lo atribuyeron al comportamiento metaestable de los módulos TOPCon comerciales, lo que obligó a reevaluar los procedimientos de ensayo y a realizar pruebas de campo adicionales.
«Lamentablemente, muchos tipos de módulos de la actual generación de módulos fotovoltaicos comerciales TOPCon reaccionan de forma sensible a la irradiación UV. Las «devoluciones de campo» y las comparaciones entre módulos envejecidos en laboratorio y en campo también lo confirman. Sin embargo, la tasa de degradación no parece ser tan drástica como se suponía anteriormente», declaró Daniel Philipp, jefe del Departamento de Caracterización y Fiabilidad de Módulos del Fraunhofer ISE. «Recomendamos a los usuarios que prueben los módulos fotovoltaicos de acuerdo con los últimos hallazgos».
Los investigadores afirmaron que deben seguir investigando el fenómeno para predecir mejor el impacto a largo plazo de la exposición solar en el rendimiento de los módulos.
Imagen: Fraunhofer ISE
Repunte de la eficiencia
Los investigadores del Fraunhofer ISE descubrieron que la irradiación UV durante las pruebas desestabiliza los módulos hasta el punto de que pierden una eficiencia significativa durante el almacenamiento en la oscuridad. Sin embargo, la exposición posterior a la luz solar desencadena un marcado efecto de recuperación.
Las pruebas de campo realizadas en el Laboratorio de Rendimiento en Exteriores del Fraunhofer ISE y el análisis de las devoluciones de campo en el laboratorio CalLab de Módulos FV del instituto demostraron que este proceso de estabilización produce valores de degradación mucho más cercanos a los resultados del mundo real.
Algunos módulos apenas mostraron degradación tras 60 kWh/m² de exposición a los rayos UV -lo que equivale aproximadamente a un año en Alemania- y su posterior estabilización bajo la luz solar. En otros, el rendimiento disminuyó hasta un 5% tras la estabilización. En general, la degradación fue significativamente inferior a la sugerida por las pruebas UV estándar, dijo Fraunhofer ISE.
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