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Solar

INIMIGOS DA FOTOVOLTAICA – O EFEITO LID

30/10/2020 / Por AmaraNZero
 INIMIGOS DA FOTOVOLTAICA – O EFEITO LID
Figura 1 - Degradação dos módulos fotovoltaicos através de reações químicas

 

PORQUE ISTO OCORRE?

 

Este efeito é produzido principalmente pela reação do Boro contra outros elementos químicos presentes na célula, como oxigênio, ferro ou cobre. Poderíamos pensar que eliminando ou diminuindo a presença do boro nas células resolveria o problema, não é? Mas isso causaria uma redução na eficiência do módulo. Então, na fabricação de uma célula fotovoltaica, a quantidade de boro deve ser balanceada de forma otimizada (ganho de eficiência x efeito LID), pois se trata de um dopante de silício essencial para a geração de eletricidade. A ação de “dopar uma célula” com boro consiste em enriquecer o silício com este elemento, para que possua a capacidade de transportar elétrons.

Se analisarmos como o oxigênio o afeta, por exemplo, podemos ver que ele reage para formar uma estrutura estável que é chamada de "complexo boro-oxigênio". Quando essa ligação ocorre, o boro perde o espaço necessário para permitir o fluxo de elétrons dentro da célula, resultando em uma diminuição no desempenho. Portanto, a incidência desse efeito será determinada pela qualidade da matéria-prima que o wafer de silício possui.

Embora grandes avanços tenham sido feitos a este respeito, o efeito LID continua a ser uma prioridade a ser considerada no desenvolvimento do módulo. A indústria fotovoltaica continua investigando este fenômeno e fazendo grandes esforços para eliminar ou limitar os defeitos causados ​​pelo LID.

Figura 2. As áreas com cores mais escuras serão aquelas que não possuem atividade elétrica

COMO EVITAR/REDUZIR ESTES EFEITOS (LID)?

 

Após anos de desenvolvimento e pesquisa para prevenir a ocorrência desse fenômeno, alguns fabricantes conseguiram reduzir as perdas de LID para menos de 2%. Tudo isso por meio de técnicas como:

  • Aplicar altas temperaturas;
  • Injetar altas correntes;
  • Utilizar tecnologias avançadas a laser ou LED.

Outra técnica que atinge ótimos resultados seria a eliminação do oxigênio dentro da célula. O inconveniente é que atualmente a tecnologia necessária para realizá-la exige custos extremamente elevados, o que se traduz em preços pouco competitivos. Uma solução adaptada por algum fabricante é a substituição do gálio pelo boro.

 

ESTE EFEITO SE PRODUZ IGUALMENTE EM TODOS OS MÓDULOS?

 

Embora esse efeito seja algo que acontece em todos os módulos, ele afeta especialmente aqueles do "tipo p" monocristalino porque, durante o processo de fabricação, o oxigênio não pode ser totalmente removido neste caso. Porém, uma medida que evita quase totalmente o aparecimento de LID é o uso de células "tipo n" devido ao fato de que a arquitetura dessas células torna impossível combinar boro e oxigênio na camada principal da célula. Isso ocorre porque as células do “tipo n” são feitas praticamente "o inverso" das células do tipo p. A grande camada central não é dopada com boro, mas com fósforo. Como não há boro na camada principal da célula, os complexos de boro-oxigênio não podem ser formados.

 

CONCLUSÃO

 

Para evitar o efeito LID, é importante escolher criteriosamente os materiais e, portanto, seus fabricantes, pois grande parte da responsabilidade recai sobre eles. Os tratamentos do wafer devem ser otimizados para reduzir o fenômeno, incluindo se necessário mais etapas durante a cadeia de produção para melhorar a resistência do material.

É imprescindível levar em consideração todas essas variáveis, pois delas dependerá a vida útil de nossa instalação e seu desempenho ao longo dela. Sabe aqueles “25 anos de garantia” que você vende ao seu cliente? Para uma correta vida útil e principalmente geração de energia conforme esperado, depende-se de vários fatores, e este sem dúvidas é um deles.

 

REFERÊNCIAS

[1] Enemigos de la fotovoltaica – efecto LID. Disponivel em https://www.amara-e.com/efecto-lid-fotovoltaica/

[2] https://www.pv-magazine.com/magazine-archive/switch-from-p-to-n_10007072/