O que são células fotovoltaicas Tipo-P, Tipo-N, HJT e TOPcon?
- ETC Energia
- 11 de jul. de 2024
- 2 min de leitura
Que a célula fotovoltaica é responsável pela conversão da luz solar em eletricidade todos nós já sabemos. O que vamos ver nesse post é como as células fazem isso e quais são as características construtivas das principais tecnologias atuais.
Primeiro vamos entender, de forma simplificada, como é o funcionamento de uma célula fotovoltaica.
A célula fotovoltaica é composta por duas camadas principais de silício. A camada inferior é dopada* com boro, que tem um elétron a menos que o silício, criando uma deficiência de elétrons, chamada de "buraco"(Hole em inglês). Essa camada inferior é conhecida como camada do Tipo P (P-Type) devido à sua carga positiva.
*Entenda o termo dopada no contexto de adição de impurezas.
A camada superior de uma célula solar é dopada com fósforo, que tem um elétron extra, criando uma carga negativa, conhecida como camada Tipo N (N-Type).
Temos então uma camada superior carregada negativamente e uma camada inferior carregada positivamente.
Entre essas camadas, forma-se a "camada de depleção" onde elétrons e buracos tentam se combinar naturalmente. Quando a célula é exposta à luz solar, fótons arrancam elétrons da camada superior, que então viajam através da junção e o circuito externo, gerando corrente elétrica. De forma simplificada, é assim que a luz solar é convertida em energia em um módulo solar.
Qual a diferença entre células Tipo P e Tipo N ?
A diferença é que as células Tipo P usam a base de silício dopado com boro junto com uma camada ultrafina de silício tipo N, enquanto as células tipo N usam uma base de silício Tipo N com uma camada ultrafina de silício Tipo P, conforme mostrado nas imagens a seguir:
Célula Tipo P (P-Type)
Célula Tipo N (N-Type)
Módulos com célula Tipo P foram amplamente utilizados durante muitos anos (e mais recentemente com a configuração PERC), porém espera-se que já no ano de 2024, os módulos que utilizam células Tipo N passem a dominar o mercado mundial.
Os principais motivos são que as células Tipo N não possuem 'Degradação Induzida por Luz' (LID), o que acontece nas células Tipo P. Outra vantagem é que as células Tipo N possuem melhores resistências a altas temperaturas e menos impurezas em seu substrato.
Apesar da construção das células tipo-N serem mais caras, suas características possibilitam uma maior eficiência, menores perdas e degradação quando comparadas com as células Tipo P.
Outras formas construtivas também presentes na atualidade são as células tipo HJT e TOPCon, geralmente usadas em conjunto com substratos do Tipo N.
Célula HJT – Heterojunção
Essa tecnologia combina silício cristalino com camadas de silício amorfo em ambos os lados, o que é conhecido como heterojunção.
Possui uma excelente absorção de fótons e baixas perdas de recombinação, além de possuírem baixo coeficiente de temperatura, na casa de 0,26%/°C.
As células HJT também se destacam por ter o maior fator de bifacialidade atualmente do mercado.
Célula TOPcon (Tunnel Oxide Passivated Contact)
Utiliza uma camada de óxido de túnel e uma camada de silício policristalino para melhorar a passivação.
Possui contato traseiro de área total o que contribui para o fluxo de corrente podendo aumentar a eficiência da célula para mais de 25%.
Essa tecnologia é apontada como tendência para os próximos anos.
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