La tecnolo gia HPBC (Cella Ibrida Passivata a Contatto Posteriore, Hybrid Passivated Back Contact in inglese) è una tecnologia avanzata per celle solari che combina i vantaggi della tecnologia IBC (Contatto Posteriore Interdigitato, Interdigitated Back Contact in inglese) con quelli delle celle P-type celle. Le celle HPBC integrano le caratteristiche di alta efficienza delle celle a contatto posteriore con la maturità dei processi di fabbricazione delle celle al cell tipo P, offrendo una soluzione tecnologica efficiente e conveniente per l'industria fotovoltaica.
Introduzione alla tecnologia IBC
Le celle IBC sono un tipo di celle solari a contatto posteriore in cui la superficie anteriore è completamente priva di elettrodi metallici, che sono invece tutti collocati sul retro della cella. In particolare, le celle IBC dispongono di elettrodi positivi e negativi disposti a dita interdigitate sul retro della cella, un design che consente di massimizzare l'assorbimento dei fotoni e di ridurre al minimo le perdite dovute all'ombreggiatura degli elettrodi metallici.
Questa particolare struttura delle celle IBC offre diversi vantaggi principali:
Assenza di perdite per ombreggiamento: poiché non ci sono elettrodi metallici sulla parte anteriore della cella, vengono eliminate le perdite di corrente dovute all'ombreggiamento degli elettrodi. Rispetto alle celle solari convenzionali, le celle IBC possono aumentare la corrente di corto circuito (Isc, short-circuit current) di circa il 7%.
Riduzione della resistenza in serie: poiché gli elettrodi positivi e negativi sono collocati sul retro della cella, non c'è bisogno di preoccuparsi dell'ombreggiamento causato dagli elettrodi anteriori, permettendo così di aumentare la larghezza delle linee degli elettrodi e di ridurre la resistenza in serie, migliorando così il fattore di riempimento (FF, fill factor) della cella.
Ottimizzazione della passivazione superficiale e della struttura di intrappolamento della luce: poiché non ci sono elettrodi sulla parte anteriore, è possibile ottimizzare la passivazione della superficie frontale e la struttura di intrappolamento della luce, riducendo così la ricombinazione superficiale e migliorando la tensione di circuito aperto Voc e la densità di corrente di corto circuito Jsc.
Aspetto estetico: grazie all'assenza di elettrodi sulla superficie anteriore, le celle IBC hanno un aspetto più esteticamente gradevole, il che le rende particolarmente adatte per applicazioni di integrazione architettonica del fotovoltaico (BIPV, Building-Integrated Photovoltaics), dove l'aspetto visivo è importante.
Caratteristiche della tecnologia HPBC:
La tecnologia HPBC può essere vista come un'innovazione che fonde la tecnologia IBC con il cell tipo P, e presenta le seguenti caratteristiche:
Design a contatto posteriore: gli elettrodi non sono presenti sulla parte anteriore della cella, ma sono integrati sul retro, massimizzando l'efficienza di assorbimento della luce.
Utilizzo di cell tipo P: rispetto alle celle IBC tradizionali (che di solito utilizzano cell tipo N, N-type silicon), le celle HPBC utilizzano il cell tipo P, permettendo di sfruttare le linee di produzione esistenti per celle di tipo P e riducendo i costi di conversione tecnologica.
Conversione fotoelettrica efficiente: combinando il design senza ombreggiamento delle celle IBC e le tecnologie di passivazione superficiale ottimizzate, le celle HPBC mostrano un'elevata efficienza nella conversione fotoelettrica.
Complessità del processo di fabbricazione: sebbene le celle HPBC sfruttino i vantaggi del processo delle celle di tipo P, la loro struttura a contatto posteriore richiede comunque un'elevata precisione nella produzione, il che rende il processo di fabbricazione relativamente complesso.
Vantaggi tecnologici della tecnologia HPBC:
Alta efficienza: poiché le celle HPBC combinano l'efficiente design a contatto posteriore delle celle IBC, la loro efficienza di conversione fotoelettrica è solitamente elevata, potendo raggiungere o superare il 24% in condizioni di laboratorio.
Riduzione del degrado luminoso: grazie all'ottimizzazione della passivazione superficiale e del design a contatto posteriore, le celle HPBC presentano fenomeni ridotti di degradazione indotta dalla luce (LID, Light Induced Degradation), garantendo una lunga durata.
Flessibilità di applicazione: le celle HPBC sono adatte sia per applicazioni fotovoltaiche convenzionali sia per integrazione architettonica del fotovoltaico (BIPV), dove sono richiesti un aspetto estetico e un'elevata efficienza.
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