Células solares de duas superfícies, bifaciais ou bifaciais – informações interessantes sobre módulos solares

A grande maioria das células solares hoje é feita de silício. O silício é um semicondutor e, como tal, seus elétrons externos estão em um intervalo de energia denominado banda de valência, preenchendo completamente os níveis de energia dessa banda. Acima desta banda de valência está uma banda proibida ou lacuna de energia na qual nenhum elétron pode existir, e mais acima está a banda de condução. Esta banda de condução está quase vazia de elétrons, mas é onde os elétrons da banda de valência ficam alojados após serem excitados pela absorção de fótons. Esses elétrons têm mais energia do que os elétrons comuns do semicondutor. A condutividade elétrica do Si descrito até agora, denominado silício intrínseco, é extremamente baixa. Uma ligeira contaminação com átomos de fósforo resulta em elétrons adicionais na banda de condução, tornando o silício do tipo n e conferindo-lhe uma condutividade que pode ser influenciada pela alteração da densidade dos átomos de fósforo. Alternativamente, a contaminação com átomos de boro ou alumínio pode fazer com que o Si se torne do tipo p e tenha uma condutividade que também pode ser influenciada. Esses átomos de impureza absorvem elétrons da banda de valência e deixam nela os chamados “buracos” que se comportam como cargas positivas virtuais. As células solares de Si são normalmente dopadas com boro para se comportarem como um semicondutor do tipo p e têm uma região superficial do tipo n estreita (~0,5 mícron). A chamada junção pn é formada entre os dois, na qual é criado um campo elétrico que divide os elétrons e os buracos, os elétrons para a superfície e os buracos para o interior. Dessa forma, é gerada uma fotocorrente, que é dissipada através de contatos metálicos em ambos os lados. A luz que sai da junção pn não é dividida e os pares elétron-buraco criados eventualmente se recombinam e não produzem fotocorrente. Os papéis das regiões p e n na célula podem ser invertidos, conforme explicado aqui.

Assim, uma célula solar monofacial só gera fotocorrente quando a superfície onde a junção foi formada é iluminada.

Uma célula solar bifacial, por outro lado, é projetada de forma que a célula fique ativa em ambos os lados e gere fotocorrente quando um dos lados - frontal ou traseiro - estiver iluminado.

Ganhos adicionais de geração de energia: Em comparação com as células solares P, as células solares N tendem a aumentar significativamente a eficiência. As células solares bifaciais terão uma perspectiva de aplicação mais ampla devido à capacidade de geração bifacial e maior eficiência do sistema, e são particularmente adequadas para áreas com neve e sistemas de geração distribuída, como telhados, cercas e barreiras acústicas.

A eficiência da parte traseira da célula pode chegar a mais de 19%, e a retroiluminação incidente pode ser usada para melhorar a capacidade de geração do sistema, com a capacidade da área unitária aumentando em até 10% ~ 30%.

Com o módulo de vidro com tecnologia de célula bifacial, a luz é captada tanto na parte frontal quanto traseira do módulo. Aumentar o uso de luz aumenta a eficiência do módulo. Até 360 Wp de saída total podem ser alcançados através da parte traseira ativa do módulo (290 Wp apenas na frente / total 320 - 360 Wp).

O ganho de eficiência depende da situação de radiação (atmosfera e fundo).

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