Quali sono i vantaggi della tecnologia CIS di Solar Frontier rispetto alla tecnologia al silicio?

La tecnologia CIS di Solar Frontier fornisce rese energetiche specifiche maggiori (kWh/kWp) rispetto ad altre tecnologie, come i moduli al silicio cristallino. I motivi principali sono:

  • buona resa alla luce fioca in presenza di angoli di irraggiamento ridotti
  • alta tolleranza all’ombra
  • alta stabilità alla temperatura
  • effetto light soaking

Per riassumere: il modulo ideale per l’impiego in condizioni reali.  

È da sottolineare anche il fatto che i moduli sono prodotti senza materiali tossici come piombo e cadmio, come attestato dal certificato RoHS (vedere gruppo di temi Salute & aspetti ambientali). 

La tecnologia CIS si afferma anche per la produzione più semplice, che richiede meno energia e materie prime. Non per ultimo, il potenziale della tecnologia CIS non è per niente esaurito, e gli incrementi di efficienza sono raggiungibili in modo molto più rapido e semplice. A contrario di ciò, la tecnologia del silicio policristallino ha già compiuto i progressi maggiori e si attende solo un lento sviluppo ulteriore.

Come si può spiegare l’effetto light soaking?

Lo strato tampone nei moduli CIS di Solar Frontier è responsabile dell’effetto light soaking. Questo strato è parte integrante del sottile CIS e rende possibile un trasporto più agevole della carica tra lo strato fotovoltaico e il contatto trasparente (TCO) sul lato frontale del modulo. Questo strato tampone forma inizialmente una barriera di energia che rende più difficoltoso il flusso di elettroni. Scatenati dai fotoni della luce solare, i primi elettroni si mettono in movimento e neutralizzano, nella zona limitrofa degli strati, i punti difettosi ancora esistenti. Tramite ciò la barriera di energia si riduce, si facilita il flusso degli elettroni successivi e la resistenza di serie diminuisce. A seguito di ciò l’afflusso di energia aumenta e l’efficienza del modulo sale. In confronto con il classico CIS, la particolare tecnologia di Solar Frontier sostituisce il tossico cadmio con lo zinco. Ciò permette non solo di tutelare l’ambiente, ma si viene a creare anche l’effetto light soaking, tramite il quale le caratteristiche dello strato tampone migliorano e la potenza del modulo aumenta. Questo effetto è il risultato di un lavoro intenso condotto da diversi anni dal nostro reparto di ricerca e sviluppo.

Quanto rapidamente interviene l’effetto light soaking?

L’effetto light soaking inizia subito dopo che il modulo viene esposto alla luce solare per la prima volta. Solitamente, dopo 50-60 ore di sole si raggiunge la saturazione.

Cosa significa la migliore reazione in presenza di luce fioca oppure di angoli di radiazione ridotta?

Lo spettro energetico della luce solare varia con il fattore air mass (AM). Ciò è la misura della distanza che la luce solare deve percorrere attraverso l’atmosfera terrestre: AM = 1 significa una irraggiamento verticale sulla superficie terrestre (equatore, a mezzogiorno), AM > 1 significa un angolo di irraggiamento minore (all’alba o al tramonto). Con l’aumentare di AM aumenta la densità assoluta dell’energia dell’ irraggiamento solare, ma contemporaneamente l’energia si sposta verso lunghezze d’onda maggiori (aurora / rosso del tramonto). 

Poiché il moduli CIS di Solar Frontier vantano una maggiore sensibilità a questa luce con lunghezze d’onda maggiori, addirittura fino al livello degli infrarossi, la produzione relativa di energia in questi orari del giorno è nettamente maggiore rispetto alle altre tecnologie.

Cosa significa l’alta tolleranza all’ombra?

La struttura delle celle dei moduli CIS è del tutto differente rispetto a quella dei moduli c-Si. Ciò è dovuto alla tecnologia e alla produzione: le sottili celle CIS scorrono parallele lungo tutta la lunghezza dei moduli, le celle c-Si sono tipicamente quadrate, con un bordo di lunghezza di 15 cm. In entrambi i casi le celle sono collegate in serie. Se in un progetto sono da attendersi zone d’ombra (ad es. la mattina e la sera sul tetto di un capannone oppure in un impianto su terreno), allora è possibile ottimizzare la produzione di energia: in questo caso i moduli CIS sono da installare con un orientamento verticale delle celle verso l’andamento dell’ombra, nell’esempio di un tetto di un capannone  quindi verticalmente (“a ritratto”). In caso di ampiezza dell’ombra su un modulo o su una fila di moduli pari al X % dell’estensione del modulo, rimane una produzione di energia di (100-X) %.

Cos’è l’ “aurora“?

Si definisce “effetto aurora” il manifestarsi di leggeri aloni biancastri sullo strato tampone CIS. La causa di ciò è l’utilizzo dello zinco al posto del cadmio in questo strato. In considerazione del metodo di produzione, tali aloni possono manifestarsi in <2% dei moduli prodotti, pur risultando di disturbo dal punto di vista visivo solo in una piccola parte di questi casi. Essi non sono un segnale di degradazione, e non hanno alcuna influenza sulla performance dei moduli. Inoltre, l’aurora è riconoscibile solo ad una distanza ridotta e ad un determinato angolo di osservazione.

Per quale motivo nei moduli SF si impiegano dei diodi di bypass, contrariamente a quanto avviene nei moduli CdTe?

I diodi di bypass proteggono i moduli dalla formazione di hot spot e migliorano la resa energetica in presenza di ombra parziale

Quali risultati raggiungono i moduli basati su CIS nel confronto con i moduli monocristallini?

L’unico confronto sensato tra le due tecnologie di moduli può essere condotto solo in relazione alla resa massima specifica che un modulo fornisce, quindi in termini di kWh/kWp, oppure sul piano della performance ratio migliore. I moduli al silicio monocristallino sono per lo più quelli con la più alta efficienza, ovvero quelli con le specifiche di rendimento più elevate. Tali valori vengono tuttavia rilevati alle cosiddette condizioni di test standard (STC), che però non si vengono quasi mai a creare nelle situazioni reali. Molto più decisiva è la performance dei moduli in condizioni non ideali, che sussistono in via prevalente in funzione del sistema o delle condizioni atmosferiche. Fanno parte di tali condizioni non ottimali: l’orientamento non ideale del tetto (verso ovest, est o addirittura verso nord), l’inclinazione non ideale del tetto (troppo piatto, troppo inclinato, arrotondato), le ombre proiettate da comignoli, alberi o dalla conformazione dell’orizzonte, gli angoli di irraggiamento sfavorevoli del sole nel corso del giorno e dell’anno, la luce debole, la luce diffusa.

I moduli CIS di Solar Frontier sono stati sviluppati per fornire le performance maggiori anche in queste condizioni difficili, ovvero le massime rese misurate in kWh pro kWp. Il risultato è la produzione ottimale di energia a tutte le condizioni della luce, anche a quelle sfavorevoli. Per trovare ulteriori informazioni così come valori reali sulla resa riscontrati sulla base del confronto, visitate la nostra home page nella sezione CIS contro altre tecnologie.

La performance dei PowerModule CIS è compromessa dalle bave di lumaca?

Le bave di lumaca sono un fenomeno che si può verificare solo nei moduli al silicio cristallino. Esse possono essere suddivise in tre tipi diversi: uno scolorimento della pasta di argento (Ag) in modo trasversale lungo la cella c-Si, uno scolorimento lungo il margine della cella (formazione di una “cornice” oppure “framing”), e scolorimenti che partono dai collegamenti tra le celle (le cosiddette “impronte digitali” oppure “finger print”). In considerazione della composizione chimica dei moduli CIS di Solar Frontier e delle differenze tecnologiche rispetto ai moduli c-Si è tuttavia possibile escludere che le bave di lumaca si possano venire a creare nei moduli di Solar Frontier.

I moduli SF sono soggetti ad una degradazione da potenziale indotto (PID)?

La degradazione da potenziale indotto (PID) è legata ad una perdita di performance dei moduli provocata da grandi differenze di tensione tra modulo e telaio, a seguito della quale il materiale diventa più conducibile, e all’interno del modulo si possono venire a creare correnti di dispersione. Questa degradazione può avere diverse cause, ma nei nostri PowerModule questo fenomeno non si verifica, in considerazione della base tecnologica, della tecnologia CIS e degli elementi chimici impiegati.