fabricante de módulos solares de perovskita Oxford PV anunciou que alcançou uma eficiência de conversão de energia de 25,6% para um módulo solar tandem de perovskita-silício, baseado em uma arquitetura em camadas desenvolvida pelo Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar da Alemanha (Fraunhofer ISE).
“Pela primeira vez, as duas organizações combinaram com sucesso as células solares tandem de perovskita-silício da Oxford PV com a tecnologia de módulos Matrix Shingle do Fraunhofer ISE”, disse Ed Crossland, diretor de tecnologia da Oxford PV, à pv magazine. “Além dos ganhos de eficiência, a combinação também reduz as perdas resistivas, elimina a necessidade de interconexões de cobre e melhora a resiliência em condições de sombreamento parcial – todos fatores essenciais, visto que o setor busca reduzir custos e, ao mesmo tempo, aumentar a produção de energia.”
“O módulo apresentado é um protótipo, mas foi construído utilizando células de produção padrão e de uma forma totalmente compatível com a produção em massa. Nossos módulos tandem atuais já oferecem eficiências de 25% com vida útil de 10 anos, e este resultado complementa diretamente esse avanço. Continuamos progredindo em nosso roteiro, com um produto de 26% planejado para lançamento ainda este ano e um caminho para 27% com vida útil estendida até 2027”, acrescentou Crossland.
A abordagem Matrix Shingle aprimora a interconexão convencional de módulos solares, substituindo as arquiteturas tradicionais de barramento e fita por um layout de células denso e sobreposto. Nesse método, as células fotovoltaicas são cortadas com precisão em tiras estreitas e reconfiguradas em um padrão de telhas, semelhante a telhas de telhado. As tiras adjacentes se sobrepõem ligeiramente e são unidas por meio de um adesivo condutor elétrico (ECA), que proporciona adesão mecânica e interconexão elétrica entre os segmentos de células vizinhos.
Ao eliminar as fitas de interconexão e as barras coletoras soldadas, a arquitetura remove o espaço inativo que, de outra forma, bloquearia a luz incidente. Como resultado, as perdas por sombreamento óptico são significativamente reduzidas e uma fração maior da superfície do módulo se torna área fotovoltaica ativa, melhorando a densidade de empacotamento. A redução do sombreamento da metalização também aumenta a eficiência de coleta de corrente, já que uma maior área da superfície da célula fica exposta à luz solar.
Além disso, a configuração em camadas reduz os caminhos da corrente e a distribui de forma mais uniforme pelo módulo, o que pode diminuir as perdas resistivas e o aquecimento localizado. O uso de ECA em vez de soldagem em alta temperatura também reduz o estresse térmico durante a montagem, ajudando a preservar a integridade das células e potencialmente a melhorar a confiabilidade a longo prazo. No geral, a abordagem de camadas da Matrix aumenta a densidade de potência do módulo, combinando maior utilização da área ativa com melhor desempenho elétrico e óptico.
“Estamos muito satisfeitos por poder combinar duas abordagens de alta tecnologia da Europa neste módulo fotovoltaico”, disse Stefan Glunz, chefe de fotovoltaica do Fraunhofer ISE. “Para conseguir isso, cortamos as células solares da Oxford PV em placas, organizamos-as em uma estrutura matricial, conectamos eletricamente usando adesivo condutor e, em seguida, encapsulamos tudo.”
Dois módulos tandem de vidro-vidro foram construídos com essa configuração e vedação nas bordas para proteger as células solares sensíveis à umidade: um módulo de telhado de 491 W com área de 1,92 m² e um módulo bifacial de 546 W com área de 2,13 m². “Ambos alcançaram uma eficiência de 25,6% em toda a área do módulo”, disse o porta-voz da Oxford PV.
“Nossa tecnologia tandem e a interconexão em placas funcionam muito bem juntas tecnologicamente”, disse Ed Crossland, diretor de tecnologia da Oxford PV. “Devido às menores densidades de corrente das células solares de perovskita-silício, elas podem ser cortadas em tiras mais largas, o que aumenta a produtividade. As células solares tandem atingem tensões e eficiências significativamente maiores do que as células convencionais, enquanto a corrente é menor devido à distribuição entre duas subcélulas. Essa menor densidade de corrente é benéfica, pois ajuda a reduzir as perdas resistivas dentro do módulo fotovoltaico. Ao mesmo tempo, a interconexão adesiva da tecnologia Matrix em placas é um processo de baixa temperatura e não requer conectores de cobre.”
Em junho de 2024, a Oxford PV apresentou seu primeiro módulo solar tandem de perovskita-silício com 26,9% de eficiência . Poucos meses depois, a empresa anunciou o lançamento comercial de módulos tandem de perovskita-silício nos Estados Unidos .
A empresa começou a trabalhar em seus módulos solares tandem de perovskita em 2014 e afirma ter um “roteiro claro” para levar a tecnologia a uma eficiência superior a 30%.
