LID: ecco perché i moduli FV perdono efficienza subito dopo l'installazione!
Cosa è l'effetto LID? Scopri come questo fenomeno può degradare il modulo fin dalle prime esposizioni alla luce.
Pubblicato in Progettazione e Installazione5 giugno 2024
Il problema del LID (Light Induced Degradation) è un fenomeno che consiste nella perdita di potenza e quindi di efficienza, che si verifica nei moduli con celle al silicio nelle prime ore di esposizione al Sole. Tale problema è noto e studiato fin dagli anni 70 ma ad oggi non è stata ancora scoperta una soluzione che eviti completamente la sua comparsa. Che cosa avviene all'interno della cella? Come precedentemente definito, il fenomeno si registra nelle prime ore di esposizione alla luce del Sole ed è causata da composti instabili presenti nelle celle solari in silicio cristallino. Durante la creazione di una cella fotovoltaica, infatti, è possibile che tra i cristalli di silicio permangano tracce di ossigeno, le quali, se esposte al Sole, possono diffondersi nel reticolo creando legami con gli accettori droganti del boro. Questa formazione di "complessi boro-ossigeno" ostacola il flusso degli elettroni all'interno della cella solare, portando a una riduzione media dell’efficienza del fotovoltaico del 2%, con punte che possono raggiungere il 5%. Quali sono le tecniche per rilevare il LID? Il problema del LID non è rilevabile a occhio nudo, occorre quindi affidarsi a tecnici con attrezzature specializzate in elettroluminescenza. Il test viene condotto immettendo nel modulo la massima corrente di corto circuito (Isc), in questo modo il modulo emetterà radiazioni che saranno visibili solo tramite telecamere dotate di particolari filtri. Dalle immagini si potranno notare zone del modulo fotovoltaico di color bianco/grigio e altre di color grigio scuro o nero, quest'ultime sono le zone caratterizzate da assenza di attività elettrica e quindi responsabili del calo di rendimento dei pannelli. source: "Light-induced degradation newly addressed – predicting long-term yield loss of high-performance PV modules " (https://www.pv-tech.org/) Quali contromisure si possono adottare per mitigare il problema? Anche se è un fenomeno che interessa tutti i moduli fotovoltaici, è stato osservato che i moduli con celle di tipo P sono particolarmente suscettibili agli effetti del Light Induced Degradation. Una contromisura che si può adottare fin dalla fase di selezione del modulo consiste nella scelta di un modulo con celle di tipo N; queste celle infatti vengono drogate nello strato centrale con fosforo e non con boro come nel caso delle P-type. Tale composizione impedisce la formazione di complessi boro-ossigeno e riduce così l'insorgere del problema. Esempi di moduli con celle di tipo N sono il Jinko Tiger NEO 54HL4R N-Type, il Jinko Bifacciale Tiger Neo N-type 72HL4-BDV ma anche i nuovissimi moduli Hyundai OF Series e MF Series. Per tutti questi moduli, grazie al drogaggio dello strato centrale della cella con fosforo, si è riuscito a contenere il degrado da LID ad appena l'1% come si può notare dalla curva di degradazione lineare riportata di seguito: Subito dopo la messa in esercizio, il modulo fotovoltaico perde solo l'1% della sua efficienza portandosi al 99%, per poi subire un degrado lineare negli anni successivi. A livello di produzione della cella, è possibile intervenire con un processo denominato "ricottura". Si è notato che il degrado per LID è azzerabile se la cella dopo la sua costruzione subisce un processo di riscaldamento a circa 200°C per 30 minuti; l'alta temperatura infatti permette la scissione dei legami Boro-Ossigeno scongiurando la nascita del fenomeno prima dell'esposizione del modulo alla luce del Sole.
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