A crescente demanda por módulos fotovoltaicos de alta eficiência a custos de produção mais baixos impulsiona o desenvolvimento de novos designs de células solares. Para aumentar a eficiência do módulo, é fundamental otimizar primeiro a eficiência da célula, garantindo assim o funcionamento adequado do módulo em condições reais de operação.
O número de barras coletoras pode ser variado para diminuir a resistência em série total das células solares interconectadas. Além disso, um dispositivo com múltiplas barras coletoras apresenta um alto potencial de redução de custos devido à diminuição do consumo de metal no processo de metalização da face frontal. Isso levou ao desenvolvimento de múltiplas barras coletoras para a indústria de módulos fotovoltaicos.
O que é a barra coletora de células solares?
As células solares de silício são metalizadas com finas faixas retangulares impressas nas faces frontal e traseira. Esses contatos metálicos são chamados de barramentos e têm uma função importante: conduzir a corrente contínua gerada pela célula solar fotovoltaica. Frequentemente, os barramentos das células solares são construídos em cobre revestido com prata. O revestimento de prata é necessário para aumentar a condutividade da corrente (face frontal) e também para reduzir a oxidação (face traseira).
Como funciona a barra de distribuição solar:
Os dedos coletam a corrente gerada e a enviam para as barras de distribuição. Fios de conexão são soldados às barras de distribuição para conectar uma série de células e, assim, coletar a corrente elétrica de uma série de células. Conjuntos de séries de células com fios de conexão são interligados em paralelo por fios de distribuição, que então enviam a potência acumulada de todas as células para a caixa de junção.
Basicamente, a superfície de uma célula solar convencional é caracterizada por uma grade de finos contatos que coletam e distribuem corrente, além das barras condutoras. Esses contatos – as barras e os contatos – são impressos na superfície por meio de uma tecnologia chamada serigrafia, um processo que apresentamos em um artigo anterior sobre a produção de células solares.
Barramento solar – tendências de desenvolvimento e futuro:
O design mais comum de células solares envolve 2 ou 3 barramentos completos impressos na célula. Atualmente, a maioria dos módulos fotovoltaicos ainda utiliza células com 3 barramentos (3BB), como são comumente abreviadas.
Como o trabalho de aprimoramento das tecnologias de células solares existentes está se tornando cada vez mais difícil, à medida que os pesquisadores se esforçam para extrair mais das células convencionais, e novas tecnologias de células solares estáveis e impressionantes ainda não estão à vista do público em geral, uma tendência crescente na indústria é repensar o design e a fabricação das células para aumentar ainda mais a eficiência e a confiabilidade.
O que são células com múltiplas barras de distribuição?
As células com múltiplas barras coletoras, notadamente as células com 5 barras coletoras (5BB), são atualmente uma das principais tendências no design de células e módulos solares. Esse aumento no número de barras coletoras reduz as perdas por resistência interna, devido à menor distância entre elas.
Diferentes barras coletoras em uma célula solar
Embora uma maior quantidade de barramentos aumente o sombreamento da célula solar, o desempenho geral das células com múltiplos barramentos é muito superior ao das células convencionais de 2 ou 3 barramentos, devido à redução do comprimento efetivo entre os barramentos, o que diminui as perdas por resistência nos dedos, bem como ao menor impacto de microfissuras. Como as microfissuras geralmente ocorrem entre os barramentos, o impacto dessas fissuras é reduzido, afetando fatias menores da célula entre dois barramentos. Assim, em comparação com as células convencionais de 2 e 3 barramentos, a confiabilidade a longo prazo de uma célula com múltiplos barramentos, mesmo na presença de microfissuras, é maior.
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