Algumas células fotovoltaicas são novidade no mercado, entre elas as com tecnologia HIT e HJT. A técnica HIT, cuja sigla significa Heterojunction Intrinsic-layer Technology, foi criada a pelo menos duas décadas e patenteada até 2010, pelos japoneses da Sanyo, que atualmente pertence a Panasonic. HJT nada mais é que HeteroJunction Technology, uma forma genérica para HIT.

É possível, obter células fotovoltaicas HIT com eficiência superior a 25% em escala laboratorial e fabricar módulos de 60 células com potências de praticamente 310 W em escala comercial. Se comparada com a tecnologia comum, o silício não passivado com 300 a 400 micrômetros, os módulos de 60 células não ultrapassam 270W, o que mostra como a técnica HIT aumenta em até 15% a capacidade dos módulos, mesmo reduzindo a espessura da célula.

     A tecnologia HIT adiciona nas duas superfícies da célula, camadas de silício amorfo intrínseco, ou seja, sem nenhuma impureza ou dopante, e camadas de silício amorfo dopado. Silício amorfo nada mais é, que o tipo não cristalino usado inicialmente na fabricação de células solares de filmes finos, que perde para as células mono e policristalinas quando realizamos um comparativo entre ambas. A exposição de silício amorfo acontece por um processo chamado Plasma-Enhanced Chemical Vapour Deposition – PECVD, usado apenas para a passivação do silício do tipo cristalino.

Conheça a estrutura das células HIT

Na parte inferior da célula existe uma camada de metalização com prata (Ag), fabricada pelo processo de deposição PVD – Physical Vapor Deposition. Se observarmos a imagem de baixo para cima, vemos que acima da camada metálica existe uma camada de ITO (óxido de índio e estanho), material transparente e bom condutor elétrico, seguida de uma fina camada de silício amorfo identificada como (a-Si) do tipo (n) sobreposta por uma fina camada de silício amorfo (a-Si) intrínseco (i).

Além disso também encontramos uma grossa camada de silício cristalino (c-Si) do tipo (n), sobreposta por duas outras camadas de silício amorfo (a-Si) intrínseco (i) e silício amorfo (a-Si) do tipo (p). Na superfície da célula encontra-se uma nova camada condutiva de ITO associada a trilhos metálicos (bus bars) de prata (Ag), tal estrutura é o estado da arte da tecnologia fornecida pela Meyer Burguer, importante empresa do segmento de tecnologia e equipamentos para a fabricação de células e módulos fotovoltaicos.

Como a HIT amplia a eficiência da célula?

Esta não é a estrutura de todas as células HIT, porém todas têm basicamente este princípio comum que está na existência de pelo menos uma camada de silício cristalino (p) coberta em cada lado por duas finas camadas de silício amorfo intrínseco (i), além de camadas de silício (p) e (n). Já que As camadas de silício intrínseco (i) são responsáveis pela passivação do silício cristalino do tipo (n), enquanto as camadas de silício (p) e (n) agregam funcionalidade à célula. A camada (p) cria um emissor na superfície superior, equivalente à junção p-n, necessária para a criação do efeito fotovoltaico, e a camada (n)  que cria uma superfície de passivação adicional, que origina um campo elétrico traseiro conhecido como BSF (Back Surface Field), que também ajuda a reduzir a recombinação de elétrons, que amplia ainda mais a eficiência da célula.

Podemos enfatizar que a estrutura HIT reduz o coeficiente de temperatura das células, da ordem de –026%/oC, o que significa menos impacto para a eficiência do módulo fotovoltaico, pois não há tanta influência de aumento da temperatura, ou seja, os módulos HIT produzem mais energia em locais quentes do que os módulos que empregam as células cristalinas convencionais.

Fabricantes como Seraphim e Panasonic possuem módulos HIT no mercado internacional, com eficiências que ultrapassam 19%. Na imagem abaixo temos as características técnicas dos módulos da família HIT Panasonic.

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