Tehnologia cu contact în spate: Cum HPBC 2.0 de la LONGi îmbunătățește performanța în umbrire parțială

Oricine a trăit cu energia solară cunoaște frustrarea: o mică umbire de la un copac sau horn poate provoca o scădere disproporționată a randamentului. Panourile solare tradiționale sunt extrem de sensibile la umbrire. Chiar și atunci când doar o porțiune mică a suprafeței este obstrucționată, pierderile de producție de 15–25% sunt comune. În cazuri mai severe, studiile și testele din teren au raportat pierderi de 30–40%, iar în scenarii extreme - când o singură celulă dintr-un șir este umbrită - modulele întregi pot pierde mai mult de jumătate din putere. Acest interval arată de ce umbrirea este considerată unul dintre cele mai mari riscuri de performanță în designul solar convențional.

Tehnologia Hybrid Passivated Back Contact (HPBC) de la LONGi reprezintă un pas semnificativ înainte în proiectarea celulelor solare. Lansată pentru prima dată în noiembrie 2022 cu seria Hi-MO 6 și îmbunătățită în 2024 cu Hi-MO X10, HPBC mută toate contactele electrice pe partea din spate a celulei. Această arhitectură maximizează absorbția luminii pe suprafața frontală și permite curentului să curgă prin mai multe trasee, reducând penalizarea de performanță în condiții de umbrire parțială. Odată cu HPBC 2.0, LONGi a mers mai departe introducând un optimizer de umbrire încorporat. Această caracteristică redirecționează inteligent curentul în jurul zonelor umbrite, de exemplu de la o frunză sau ramură, asigurând că modulul menține un randament mai mare chiar și în condiții neideale.

Pentru proprietari de locuințe și afaceri, acest lucru înseamnă randamente mai mari acolo unde umbrirea parțială a fost întotdeauna un factor limitant.

Ce este tehnologia HPBC 2.0?

HPBC înseamnă Hybrid Passivated Back Contact, o arhitectură de celulă solară dezvoltată de LONGi. Proiectarea combină tehnici avansate de passivare cu o configurație completă de contact în spate, lăsând suprafața frontală liberă de linii de grilă metalice. Absența metalizării pe partea frontală îmbunătățește estetica, dar mai important, permite celulei să capteze mai mulți fotoni. Rezultatul este o eficiență de conversie mai mare și o modalitate fundamental diferită de a gestiona fluxul de curent, una care reduce penalizarea de performanță în condiții de umbrire.

Tehnologia HPBC 2.0 a LONGi a atins o eficiență de modul cu record mondial de 25,4%, certificată independent de Fraunhofer ISE în condiții de laborator. Această cifră demonstrează potențialul maxim al tehnologiei. Seria Hi-MO X10, construită pe aceeași platformă HPBC 2.0, oferă eficiențe ale modulului comerciale de până la 24,8% și puteri de până la 670 W.

Datorită gestionării optimizate a curentului și a controlului încorporat al umbrei, HPBC 2.0 poate reduce pierderea de putere din cauza umbrei cu până la 70% în comparație cu tehnologiile tradiționale de module, asigurând o producție energetică stabilă chiar și în medii de instalare pe acoperiș complexe.

‍

De ce panourile convenționale se luptă în umbrire

Modulele PERC și TOPCon convenționale conectează celulele în serie, la fel ca un șir de lumini. Când o parte dintr-o celulă este umbărită, crește rezistența pentru întregul lanț, trăgând în jos producția. Chiar și o umbrire ușoară de 5% din suprafața unui modul poate provoca pierderi de producție de 15–25% sau mai mult.

Această slăbiciune structurală a limitat dintotdeauna performanța solară în medii construite unde coșuri de fum, copaci sau clădiri din apropiere proiectează umbre intermitente.

Design cu contact în spate: cum HPBC 2.0 gestionează umbra în mod diferit

Celulele HPBC 2.0 au contactele pozitive și negative poziționate pe partea din spate, într-un model interdigitated. Acest lucru eliberează întreaga suprafață frontală pentru absorbția luminii și reduce umbrele optice.

În loc să oblige curentul să urmeze un singur traseu, designul de pe spate al HPBC permite electricității să ocolească regiunile umbre prin trasee alternative. Acest lucru este similar cu redirecționarea traficului în jurul unei drumuri blocate.

Împreună, aceste caracteristici asigură o producție de energie mai stabilă. Potrivit testelor efectuate de Centrul Național de Inspecție a Calității Fotovoltaice (CPVT) din China, modulele LONGi HPBC 2.0 au arătat creșteri zilnice ce depășesc 10% în scenarii de umbrire dinamică față de modulele convenționale.

În proiecte reale, clienții raportează îmbunătiri semnificative. O instalație expusă la umbra creată de copaci a înregistrat o creștere a producției cu aproape 18% după trecerea la module HPBC, cu cel mai mare beneficiu în timpul după-amiezii, când umbrele provocau pierderi severe.

Comparând HPBC 2.0, TOPCon și PERC

Piața solară de azi oferă în esență trei tehnologii-cheie. Află cum se descurcă HPBC 2.0 de la LONGi în comparație cu cele două tehnologii convenționale.

Caracteristici tehnologice explicate

Tehnologia HPBC 2.0 cu contact în spate de la LONGi

HPBC 2.0 marchează următoarea evoluție a tehnologiei back-contact. Plecând de la Hi-MO 6, lansat în 2022, seria Hi-MO X10, lansată în 2024, combină un front curat, fără grilă și o dispunere integrată de optimizare a umbrei. Această inovație nu numai că sporește eficiența la nivel de celulă până la niveluri record, dar asigură și o performanță mai stabilă atunci când părți dintr-un modul sunt umbre. Cu baza sa superioară de eficiență și cu reziliența sporită în condiții reale, HPBC 2.0 este deosebit de atractiv pentru acoperișuri, fațade, proiecte C&I, precum și pentru centrale fotovoltaice la scară mare unde densitatea de energie și fiabilitatea influențează direct rentabilitatea sistemului.

Iată un rezumat al principalelor sale caracteristici:

Suprafață frontală fără umbre: Mutând ambele contacte electrice în spatele celulei, partea frontală rămâne complet liberă de obstacole, permițând luminii solare să ajungă la stratul de absorbție a luminii.

Absorbție luminoasă îmbunătățită: Un coating anti-reflexie multi-strat și o uniformitate îmbunătățită a micro-texturii reduc reflexia luminii în spectrul scurt, captând mai multă lumină solară și crescând curentul de scurtcircuit (Isc).

Creșterea tensiunii în circuit deschis: Utilizarea tehnologiei de passivare bipolară, dezvoltată de către noi, sporește tensiunea în circuit deschis, contribuind la o eficiență globală mai mare a celulei.

Reducerea pierderilor de umbre și a punctelor fierbinți: Contactele de passivare de tip bipolar cu rezistență redusă și tehnologia de optimizare a umbrei scad semnificativ pierderile de putere din cauza umbriților cu peste 70% și reduc temperaturile în zonele de puncte fierbinți cu 28%.

Fiabilitate și longevitate îmbunătite:

• Uniformitatea passivației minimizează degradarea UV-indusă, sporind eficiența pe termen lung și reziliența.
• Folosirea wafer-urilor TaiRay mai groase și mai robuste, proprietare, îmbunătățește stabilitatea mecanică și reduce riscul de micro-crackuri, contribuind la o fiabilitate mai mare a modulului.
• Structura specială 0BB (Zero Busbar) crește și mai mult producția de putere a modulului și fiabilitatea.

Performanță superioară la temperatură: Coeficientul de temperatură al puterii este de -0,26%/°C, o îmbunătire de 0,03%/°C față de modulele TOPCon, ceea ce asigură performanță superioară în clime fierbinți.

Rezistență sporită: Modulele HPBC 2.0 demonstrează rezistență superioară la degradarea UV-indusă, la umezeală cu umiditate ridicată și la cicluri termice, comparativ cu tehnologiile precedente.

‍

PERC (Emitător cu pereți posteriori)

Această tehnologie a fost timp îndelungat motorul industriei solare. Comparativ cu celulele tradiționale Al-BSF, PERC adaugă un strat dielectric de pasivare și contacte posterioare deschise local, ceea ce reduce recombinarea și reflectă fotonii neutilizați înapoi în celulă. Această îmbunătățire, în aplicații de înaltă calitate, poate adesea să ofere un câștig de până la ~1–2 puncte procentuale în eficiență. În prezent, modulele comerciale PERC livrează de obicei aproximativ 20–21,5% eficiență. Însă, pe măsură ce industria avansează, mulți cred că plafonul de eficiență practic pentru PERC este pe cale să fie atins, iar arhitectura se confruntă cu vulnerabilități precum degradarea indusă de lumină sau LeTID - în special în formulări dopate cu tip p. Drept urmare, mulți producători se orientează spre alternative de tip n și contacte în spate, cum ar fi TOPCon și tehnologia Back Contact, care promit potențial de eficiență mai mare și o reziliență mai bună la degradare.

TOPCon (Contact de passivare cu oxid de tunel)

Se bazează pe PERC adăugând un strat subțire de oxid de tunel și un film de polisiliciu dopat pe suprafața din spate. Această configurație reduce pierderile de recombinare și susține tensiunea în circuit deschis mai mare. În modulele comerciale, TOPCon atinge în mod obișnuit o eficiență de aproximativ 22–23%, iar proiectele avansate de celule se îndreaptă spre 24–25%. Pentru că pașii de fabricație sunt în mare parte compatibili cu liniile de producție PERC, TOPCon reprezintă o cale atractivă de upgrade pentru fabricile existente.

Viitorul tehnologiei cu contact în spate

Viitorul tehnologiei cu contact în spate este considerat pe scară largă una dintre direcțiile cele mai promițătoare din domeniul solar. Experți precum Radovan Kopeček de la ISC Konstanz prevăd că producția de celule BC și module BC ar putea să ajungă la o capacitate globală de 1 TW până în 2030, numind-o „ultimul pas de evoluție pentru siliciul cristalizat”. Potrivit lui Kopeček, expirarea brevetelor-cheie BC în jurul anului 2028 va accelera adoptarea pe piață, reducând barierele pentru mai mulți producători să intre în domeniu. TÜV Rheinland și alte instituții de certificare au subliniat punctele tari ale arhitecturii BC - o suprafață frontală curată și neobstrucționată și un potențial de conversie mai mare - ca motive pentru care acesta este bine poziționat să devină tehnologia PV principală în viitor.

Perspectivele sunt susținute de foițele rute industriei: International Technology Roadmap for Photovoltaics (ITRPV) vede design-urile BC capturând o cotă în creștere constantă din noile instalații până la sfârșitul deceniului, cu perspective puternice în special în acoperișuri, fațade și generația distribuită. Cu avantajele din lumea reală sub umbrire, îmbunătiri ale fiabilității pe termen lung și jaloane de eficiență record, BC este tot mai mult privită nu ca o nișă, ci ca o tehnologie de bază care va defini următoarea fază a creșterii solare.

Liderii LONGi consideră tehnologia cu contact în spate ca fiind centrală pentru viitorul industriei. “În următorii cinci până la șase ani, celulele cu contact în spate vor fi norma în siliciul cristalizat,” a declarat în 2023 președintele LONGi, Zhong Baoshen.

Este HPBC 2.0 de la LONGi alegerea potrivită pentru dumneavoastră?

Când decideți dacă HPBC 2.0 și seria sa aferentă Hi-MO X10 se potrivesc proiectului dumneavoastră, luați în considerare următorii factori:

• Expunerea la umbriș: dacă amplasamentul dvs. suferă de umbrire parțială, HPBC 2.0 poate crește semnificativ producția în condiții reale.
• Cerințe vizuale: fața frontală elegantă și uniformă este atrăgătoare pentru proprietarii de locuințe și arhitecți.
• Condiții de spațiu: atunci când spațiul pe acoperiș este limitat, o eficiență mai mare pe metru pătrat poate fi decisivă.
• Buget: HPBC 2.0 oferă un randament energetic suplimentar care compensează costurile inițiale mai ridicate.
• Climat: coeficientul său stabil de temperatură asigură randamente fiabile chiar și în zonele fierbinți.
• Acoperișuri cu sarcină redusă: LONGi a lansat de asemenea un modul cu design ușor cu HPBC 2.0, cu 30% mai ușor decât modulele convenționale cu un singur Geam, denumit Hi-MO X10 Guardian Light Design.
• Randament ridicat, ROI rapid: pentru proiecte C&I, HPBC 2.0 asigură ROI mai rapid și randamente pe durata de viață mai mari. Eficiența superioară și rezistența la umbriire îmbunătățesc fluxul de numerar pe termen scurt, în timp ce maximizează valoarea pe termen lung.

HPBC 2.0 este o opțiune pentru condiții dificile – în segmentul premium și dincolo de el

Re-definind modul în care celulele colectează lumina și conduc electricitatea, HPBC 2.0 abordează una dintre cele mai vechi slăbiciuni ale solarului: sensibilitatea la umbrire. Această inovație a făcut, de asemenea, tehnologia cu contact în spate accesibilă dincolo de acoperișurile premium, extinzând beneficiile sale către o gamă mai largă de aplicații. Cu o eficiență mai mare de conversie, o toleranță superioară la umbrire, o rezistență dovedită la zăpadă, grindină și vânturi puternice, și o producție stabilă pe termen lung, HPBC 2.0 este o alegere atractivă pentru toate - rezidențial, comercial, industrial și proiecte la scară utilitară.

Pentru clienții C&I, BC oferă ROI mai rapid prin randamente mai mari pe metru pătrat, în timp ce în centralele cu scară mare, sporește eficiența utilizării terenului, reduce costurile BOS și maximizează producția de energie pe durata de viață a proiectului. Pe măsură ce producția se extinde și costurile scad, BC este poziționată să devină o tehnologie dominantă în toate segmentele majore ale pieței.

Pentru proprietari de locuințe și afaceri cu provocări de umbire, priorități de performanță sau design, HPBC 2.0 oferă o modalitate de a obține randamente mai mari, o fiabilitate sporită și un aspect elegant - făcând din aceasta una dintre cele mai pregătite pentru viitor tehnologii solare disponibile astăzi.

Află mai multe despre Seria Hi-MO X10, ca parte a Seriei EcoLife, aici.