O que é a tecnologia IBC?
Estrutura das células solares IBC
Todos os contactos metálicos nas células solares IBC (Interdigitated Back Contact) estão posicionados na parte de trás da célula. Este design elimina o sombreamento na superfície frontal, garantindo a máxima absorção de luz. Ao colocar os contactos mais amplamente na parte de trás, a resistência em série é reduzida, melhorando a eficiência da célula.
A camada de absorção primária numa célula solar IBC é uma pastilha de silício cristalino (c-Si), que pode ser do tipo n ou do tipo p. Esta camada é criada através da dopagem do silício com boro ou fósforo, consoante a polaridade pretendida. Para melhorar ainda mais o desempenho da célula, é aplicado um revestimento de passivação e antirreflexo, normalmente feito de SiO, para minimizar a reflexão e proteger a superfície.
Outra caraterística fundamental das células IBC é a camada de difusão, onde as regiões do tipo n e do tipo p se intersectam. Esta configuração permite a integração de contactos metálicos na parte posterior e suporta um fluxo de corrente eficiente através da célula.
As células solares IBC (Interdigitated Back Contact) são construídas principalmente com bolachas de silício cristalino (c-Si) como camada de absorção, sendo as bolachas do tipo n a escolha padrão devido ao seu desempenho superior. Em certos casos, são também utilizadas bolachas do tipo P. Entre as opções de c-Si, o silício monocristalino (mono c-Si) é preferido pela sua maior eficiência, enquanto o silício policristalino (poli c-Si) continua a ser uma alternativa viável.
Para aumentar a eficiência das bolachas c-Si, é aplicada uma camada antirreflexo e de passivação numa ou em ambas as faces. Esta camada é frequentemente composta por dióxido de silício (SiO2), que é oxidado termicamente, embora outros materiais como o nitreto de silício (SiNx) ou o nitreto de boro (BNx) também sejam eficazes para minimizar a reflexão e proteger a superfície da bolacha.
O reposicionamento dos contactos frontais para o lado posterior exige a criação de camadas de difusão, que compreendem camadas emissoras n+ e p+ que se intersectam. Estas são formadas utilizando técnicas avançadas, como a difusão mascarada, a implantação de iões ou a dopagem a laser com boro. Este processo assegura a integração de regiões de tipo p na bolacha de tipo n, mantendo a sua integridade estrutural e eléctrica.
A etapa final consiste em colocar contactos metálicos exclusivamente na parte de trás da célula. Para este efeito, são utilizadas técnicas como a ablação a laser ou a deposição química húmida. Metais como a prata, o níquel ou o cobre são normalmente utilizados, proporcionando uma condutividade eléctrica fiável e durabilidade à célula solar.
Comparação entre as tecnologias Perc, TOPCon e IBC
| IBC | TOPCON | PERC | |
|---|---|---|---|
| Aspeto | Sem barramentos na frente | De série | Padrão |
| Degradação da potência no primeiro ano | 1.5% | 1.5% | 2% |
| Degradação média anual de energia | 0.4% | 0.4% | 0.45% |
| Eficiência | 22.5%-23.2% | 22.28% | 21.2% |
| Coeficiente de temperatura | -0.29%/℃ | -0.32%/℃ | -0.35%/℃ |
Vantagens da tecnologia IBC
Direção do desenvolvimento da eficiência das células solares IBC
As células solares IBC utilizam a tecnologia avançada de contacto traseiro interdigitado, posicionando todos os contactos na parte de trás da célula. Este design inovador elimina o sombreamento na superfície frontal, reduzindo significativamente as perdas de corrente e alcançando uma eficiência de conversão de energia excecional.
Coeficiente de baixa temperatura
Os painéis solares IBC oferecem uma estabilidade superior em condições de alta temperatura em comparação com os painéis tradicionais. Com um coeficiente de temperatura de -0,29%/℃, estes painéis foram concebidos para reduzir a resistência interna e minimizar a perda de calor, garantindo uma eficiência de conversão consistentemente elevada, mesmo em temperaturas elevadas.
De acordo com Kopecek numa entrevista à PV Magazine, “até 2028, os módulos solares IBC poderão ultrapassar o TOPCon como produto dominante no mercado”. A mudança para a tecnologia IBC pode começar já em 2025, com os produtos solares tradicionais a serem gradualmente eliminados até 2030.
Kopecek salientou ainda o rápido crescimento dos módulos solares IBC no mercado mundial. Prevê-se que a sua quota de mercado aumente de aproximadamente 2% em 2022 para 6% em 2026, atingindo potencialmente 20% em 2028 e ultrapassando 50% em 2030.
Referência：
https://www.pv-magazine.de/2022/11/03/zelltechnologie-ibc-koennte-topcon-bis-2028-vom-markt-verdraengen/
https://solarmagazine.com/solar-panels/ibc-solar-cells/
https://www.energiemagazin.com/photovoltaik/ibc-technologie-solarzellen/
Módulo solar Maysun IBC
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