Tecnologia de Contato Traseiro: Como a Tecnologia HPBC 2.0 da LONGi Melhora o Desempenho sob Sombreamento Parcial

Qualquer pessoa que tenha convivido com energia solar conhece a frustração: uma pequena sombra de uma árvore ou chaminé pode causar uma queda desproporcional na produção. Os painéis solares tradicionais são altamente sensíveis à sombra. Mesmo quando apenas uma pequena parte da superfície está obstruída, perdas de produção de 15–25% são comuns. Em casos mais graves, estudos e testes de campo relataram perdas de 30–40%, e em cenários extremos – quando uma única célula em uma série está sombreada – módulos inteiros podem perder mais da metade de sua energia. Essa ampla variação destaca por que o sombreamento é considerado um dos riscos de desempenho mais críticos no design solar convencional.

A tecnologia Hybrid Passivated Back Contact (HPBC) da LONGi representa um avanço significativo no design de células solares. Lançada inicialmente em novembro de 2022 com a série Hi-MO 6 e aprimorada em 2024 com a Hi-MO X10, a HPBC move todos os contatos elétricos para a parte traseira da célula. Essa arquitetura maximiza a absorção de luz na superfície frontal e permite que a corrente flua por múltiplos caminhos, reduzindo a penalidade de desempenho sob sombreamento parcial. Com a HPBC 2.0, a LONGi foi além, introduzindo um otimizador de sombreamento integrado. Este recurso redireciona inteligentemente a corrente ao redor de áreas sombreadas, por exemplo, de uma folha ou galho, garantindo que o módulo mantenha uma produção maior mesmo em condições não ideais.

Para proprietários de residências e empresas, isso significa maiores rendimentos onde o sombreamento parcial sempre foi um fator limitante.

O que é a tecnologia HPBC 2.0?

HPBC significa Hybrid Passivated Back Contact, uma arquitetura de célula solar pioneira da LONGi. O design combina técnicas avançadas de passivação com um layout de contato totalmente traseiro, deixando a superfície frontal livre de linhas de grade metálicas. A ausência de metalização frontal melhora a estética, mas, mais importante, permite que a célula capture mais fótons. O resultado é uma maior eficiência de conversão e uma maneira fundamentalmente diferente de gerenciar o fluxo de corrente, que reduz a penalidade de desempenho sob sombreamento.

A tecnologia HPBC 2.0 da LONGi alcançou uma eficiência de módulo recorde mundial de 25,4%, certificada independentemente pela Fraunhofer ISE em condições de laboratório. Esse valor demonstra o potencial máximo da tecnologia. A série Hi-MO X10, construída na mesma plataforma HPBC 2.0, oferece eficiências de módulo comercial de até 24,8% e potências de até 670 W.

Graças ao seu gerenciamento de corrente otimizado e controle de sombreamento integrado, a HPBC 2.0 pode reduzir a perda de energia devido a sombreamento parcial em até 70% em comparação com as tecnologias de módulo convencionais, garantindo uma geração de energia estável mesmo em ambientes de telhado complexos.

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Por que os painéis convencionais sofrem em sombra

Módulos PERC e TOPCon convencionais conectam células em série, semelhante a um cordão de luzes. Quando parte de uma célula está sombreada, ela aumenta a resistência para toda a série, diminuindo a produção. Mesmo um leve sombreamento de 5% da superfície de um módulo pode causar uma perda de 15–25% ou mais na produção.

Essa fragilidade estrutural sempre limitou o desempenho solar em ambientes construídos onde chaminés, árvores ou edifícios próximos lançam sombras intermitentes.

Design de contato traseiro: Como a HPBC 2.0 lida com a sombra de forma diferente

Nas células HPBC 2.0, os contatos positivo e negativo são posicionados na parte traseira em um padrão interdigitado. Isso libera toda a frente para absorção de luz e reduz o sombreamento óptico.

Em vez de forçar a corrente através de uma única rota, o design traseiro da HPBC permite que a eletricidade contorne regiões sombreadas, fluindo por caminhos alternativos. Isso é comparável ao desvio de tráfego ao redor de uma estrada bloqueada.

Juntos, esses recursos oferecem uma saída de energia mais estável. De acordo com testes do Centro Nacional de Inspeção de Qualidade Fotovoltaica da China (CPVT), os módulos HPBC 2.0 da LONGi mostraram ganhos diários superiores a 10% em comparação com módulos convencionais em cenários de sombreamento dinâmico.

Em projetos reais, os clientes relatam melhorias notáveis. Uma instalação exposta ao sombreamento de árvores viu sua produção aumentar quase 18% após a troca para módulos HPBC, com o maior benefício no final da tarde, quando as sombras costumavam causar perdas severas.

Comparando HPBC 2.0, TOPCon e PERC

O mercado solar hoje oferece essencialmente três tecnologias principais. É assim que a HPBC 2.0 da LONGi se compara às duas tecnologias convencionais.

Características tecnológicas explicadas

Tecnologia de contato traseiro da LONGi: HPBC 2.0

A HPBC 2.0 marca a próxima evolução da tecnologia de contato traseiro da LONGi. Com base na primeira geração Hi-MO 6 lançada em 2022, a Hi-MO X10 introduzida em 2024 combina uma frente limpa e sem grades com um layout de otimização de sombreamento integrado. Essa inovação não só aumenta a eficiência para níveis recordes de 26,6% na célula e 24,8% no módulo, mas também garante um desempenho mais estável quando partes de um painel estão sombreadas. Com sua maior eficiência de base e resiliência aprimorada no mundo real, a HPBC 2.0 é particularmente atraente para telhados, fachadas, projetos comerciais e industriais (C&I), bem como usinas de grande porte, onde a densidade de energia e a confiabilidade impactam diretamente os retornos do sistema.

Aqui está um resumo de suas principais características:

Superfície frontal sem sombra: Ao mover ambos os contatos elétricos para a parte traseira da célula, a superfície frontal fica totalmente livre de obstruções, permitindo que a luz solar máxima atinja a camada de absorção de luz.

Absorção de luz aprimorada: Uma película antirreflexo multicamadas e uma uniformidade aprimorada de microtextura reduzem o reflexo da luz de ondas curtas, capturando mais luz solar e aumentando a corrente de curto-circuito.

Aumento da tensão de circuito aberto: O uso de tecnologia de passivação híbrida bipolar autodesenvolvida aumenta a tensão de circuito aberto, contribuindo para uma maior eficiência geral da célula.

Redução de perdas por sombreamento e pontos quentes: Contatos de passivação de baixa resistência bipolar e tecnologia de otimização de sombreamento reduzem significativamente as perdas de energia por sombreamento em mais de 70% e diminuem as temperaturas dos pontos quentes em 28%.

Confiabilidade e longevidade aprimoradas:

• A passivação uniforme minimiza a degradação induzida por UV, aumentando a eficiência e a resiliência a longo prazo.
• O uso de wafers TaiRay proprietários mais espessos e robustos melhora a estabilidade mecânica e reduz o risco de microfissuras, contribuindo para uma maior confiabilidade do módulo.
• A estrutura especial 0BB (Zero Busbar) aumenta ainda mais a potência e a confiabilidade do módulo.

Desempenho superior de temperatura: A tecnologia apresenta um coeficiente de temperatura de potência de -0,26%/°C, uma melhoria de 0,03%/°C em relação aos módulos TOPCon, garantindo um desempenho superior em climas quentes.

Resistência aprimorada: Módulos HPBC 2.0 demonstram resistência superior à degradação induzida por UV, calor úmido e ciclos térmicos em comparação com tecnologias anteriores.

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PERC (Passivated Emitter and Rear Cell)

Essa tecnologia tem sido a espinha dorsal da indústria solar por muito tempo. Em comparação com as células Al-BSF convencionais, a PERC adiciona uma camada de passivação dielétrica e contatos traseiros localmente abertos, que reduzem a recombinação e refletem os fótons não utilizados de volta para a célula. Essa melhoria geralmente resulta em um ganho de cerca de 1–2 pontos percentuais na eficiência em implementações práticas de alta qualidade. Atualmente, os módulos PERC comerciais normalmente entregam ~20–21,5% de eficiência. No entanto, à medida que a indústria avança, muitos acreditam que o teto de eficiência prática da PERC está sendo atingido, e a arquitetura enfrenta vulnerabilidades inerentes, como degradação induzida pela luz ou LeTID – especialmente em formulações dopadas com p. Como resultado, muitos fabricantes estão mudando para alternativas de n-tipo e contato traseiro, como TOPCon e tecnologia de Contato Traseiro, que prometem maior potencial de eficiência e maior resiliência à degradação.

TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact)

Baseia-se na PERC adicionando uma fina camada de óxido de túnel e uma película de polissilício dopado na superfície traseira. Essa configuração reduz as perdas por recombinação e suporta uma maior tensão de circuito aberto. Em módulos comerciais, a TOPCon atinge rotineiramente ~22–23% de eficiência, e projetos avançados de células estão avançando para 24–25%. Como suas etapas de fabricação são amplamente compatíveis com as linhas de produção PERC, a TOPCon é um caminho de atualização atraente para fábricas existentes.

O futuro da tecnologia de contato traseiro

O futuro da tecnologia de contato traseiro é amplamente considerado uma das direções mais promissoras na energia solar. Especialistas como Radovan Kopecek da ISC Konstanz preveem que a produção de células e módulos BC poderá se expandir para 1 TW de capacidade global até 2030, chamando-a de "o passo final de evolução para o silício cristalino". De acordo com Kopecek, a expiração de patentes chave de BC por volta de 2028 acelerará a adoção pelo mercado, diminuindo as barreiras para que mais fabricantes entrem no campo. A TÜV Rheinland e outras instituições certificadoras destacaram os pontos fortes arquitetônicos do BC – uma superfície frontal limpa e desobstruída e maior potencial de conversão – como razões pelas quais ele está bem posicionado para se tornar a próxima tecnologia PV mainstream.

A perspectiva é reforçada por roteiros da indústria: o International Technology Roadmap for Photovoltaics (ITRPV) vê os designs de BC capturando uma participação crescente de novas instalações até o final da década de 2020, com perspectivas especialmente fortes em telhados, fachadas e geração distribuída. Com vantagens no mundo real sob sombra, melhorias de confiabilidade a longo prazo e benchmarks de eficiência recordes, o BC é cada vez mais visto não como um nicho, mas como uma tecnologia fundamental que definirá a próxima fase do crescimento solar.

A liderança da LONGi considera a tecnologia de contato traseiro central para o futuro da indústria. “Nos próximos cinco a seis anos, as células de contato traseiro serão o mainstream do silício cristalino”, disse o presidente da LONGi, Zhong Baoshen, em 2023.

A HPBC 2.0 da LONGi é a escolha certa para você?

Ao decidir se a HPBC 2.0 e sua série Hi-MO X10 relacionada são adequadas para o seu projeto, considere estes fatores:

• Exposição à sombra: Se o seu local apresentar sombreamento parcial, a HPBC 2.0 pode aumentar significativamente a produção no mundo real.
• Requisitos visuais: A frente elegante e uniforme agrada proprietários e arquitetos.
• Restrições de espaço: Onde o espaço do telhado é limitado, maior eficiência por metro quadrado pode ser decisiva.
• Orçamento: A HPBC 2.0 entrega rendimento de energia adicional que compensa custos iniciais mais altos.
• Clima: O coeficiente de temperatura estável da HPBC garante rendimentos confiáveis ​​mesmo em regiões quentes.
• Telhados com baixa capacidade de carga: A LONGi também introduziu um módulo de design leve com HPBC 2.0 que é 30% mais leve que os módulos convencionais de vidro único, chamado Hi-MO X10 Guardian Light Design.
• Alto Rendimento, ROI rápido: Para projetos C&I, a HPBC 2.0 oferece ROI mais rápido e maiores rendimentos ao longo da vida útil. Sua eficiência superior e resiliência ao sombreamento melhoram o fluxo de caixa de curto prazo, ao mesmo tempo em que maximizam o valor de longo prazo.

A HPBC 2.0 é uma opção para condições desafiadoras – no segmento premium e além

Ao repensar como as células coletam luz e conduzem eletricidade, a HPBC 2.0 aborda uma das fraquezas mais antigas da energia solar: a sensibilidade à sombra. Essa inovação também tornou a tecnologia de contato traseiro acessível além dos telhados premium, estendendo seus benefícios a uma gama mais ampla de aplicações. Com sua maior eficiência de conversão, tolerância superior ao sombreamento, resistência comprovada a neve, granizo e ventos fortes, e saída estável de longo prazo, a HPBC 2.0 é uma escolha atraente para todos – projetos residenciais, comerciais, industriais e de grande porte.

Para clientes C&I, o BC oferece um ROI mais rápido através de maiores rendimentos por metro quadrado, enquanto em usinas de grande porte, ele melhora a eficiência do uso do solo, reduz os custos de BOS e maximiza a geração de energia ao longo da vida útil do projeto. À medida que a fabricação se expande e os custos diminuem, o BC está posicionado para se tornar uma tecnologia líder em todos os principais segmentos de mercado.

Para proprietários de residências e empresas com desafios de sombreamento, prioridades de desempenho ou design, a HPBC 2.0 oferece uma maneira de garantir maiores rendimentos, maior confiabilidade e uma estética elegante – tornando-a uma das tecnologias solares mais preparadas para o futuro disponíveis hoje.

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