Enemigos de la fotovoltaica - efecto LeTID

Mientras el LID se conoce desde hace casi 50 años, su variante LeTID no fue descubierto hasta 2012 con la aparición de un nuevo tipo de células llamadas PERC.

¿Qué es LeTID?

Se manifiesta a través de una pérdida de potencia en los módulos de silicio por la exposición a la luz solar, tal como ya os contamos en nuestro artículo sobre el efecto LID. Hasta ahí ambos fenómenos son iguales; la principal diferencia entre LID y LeTID es, que este último aparece a temperaturas altas de operación, por encima de 50ºC, mientras el LID se hace notar a temperaturas bajas.

Aparte de la aparición con temperaturas de operación del módulo más alto, el desarrollo posterior de LeTID es parecido al LID. Sin embargo, difiere en un punto que lo convierte en más grave, su lenta recuperación. Mientras la estabilización del módulo en caso de LID se produce durante los primeros dos años, la regeneración en caso de LeTID es tan lenta que afecta a gran parte de la vida útil del módulo, poniendo en serio peligro la viabilidad económica.

Al principio se detectó LeTID sobre todo en células PERC de silicio policristalino. Pero no se quedó solo ahí: después se iban reportando también en células PERC monocristalinos e incluso en células n-type.

Como los módulos con células PERC se disponen a sustituir las hasta ahora tradicionales Al-BSF, la aparición del LeTID supone un gran revés. Quién iba a comprar módulos, que por un lado rinden 2-3% más, pero por otro pierden hasta 10% de su rendimiento después de pocos años de operación? De ahí que toda la comunidad fotovoltaica -fabricantes, universidades, laboratorios, certificadoras… – se lleva volcando en comprender mejor el efecto y desarrollar remedios fiables.

¿Por qué se produce?

 Las investigaciones actuales apuntan a un sospecho principal: el hidrógeno. En la fabricación de la célula, átomos de hidrógeno se difunden desde otras capas de la célula hasta la zona ancha (bulk layer). Aunque los procesos concretos dentro de la célula se están analizando actualmente, parece bastante probable, que cuanto más altas son las temperaturas del procesamiento, más cantidad de hidrogeno se difunde por la célula.

¿Cómo se detecta LID?

 LeTID no es visible sin los medidores adecuados. Como en prácticamente casi todos los fallos, se detecta por una bajada anormal de rendimiento de los paneles. Después de haber descartado otros orígenes más fáciles de ver, como hot-spots o delaminaciones, tendríamos que utilizar equipos especiales de electroluminiscencia para poder diagnosticar el daño por LeTID, un procedimiento idéntico al diagnóstico de LID, micro-cracks y otros defectos.

La electroluminiscencia es una “radiografía del módulo” que hace visibles defectos invisibles para el ojo humano. Durante este proceso, se inyecta la corriente máxima (Isc) al módulo, lo que hace que se ilumine y emita radiación a una frecuencia únicamente visible con filtros y cámaras especiales. En las mediciones que tomemos, podremos apreciar zonas blancas, grises y negras lo que indica el daño que ha sufrido. Las zonas con colores más oscuros serán las afectadas por LeTID, que no tengan actividad eléctrica y por tanto las que disminuirán el rendimiento del panel.

¿Cómo evitar los efectos del LeTID?

Laboratorios y fabricantes están trabajando intensamente para identificar las causas del LeTID, desarrollar procedimientos de ensayos para la inspección de los módulos, además de adaptar y optimizar los procesos de fabricación para conseguir módulos con el menor riesgo de LeTID. Podemos esperar que todavía durante el año 2020 tendremos una norma IEC que estandariza los ensayos para medir con certeza el efecto. TÜV Rheinland ya ha desarrollado un procedimiento propio para determinar LeTID.

Las primeras medidas propuestas en el proceso de fabricación de células PERC que pueden reducir LeTID son:

• Usar materias brutas bajas en hidrógeno.
• Bajar las temperaturas de tratamiento de las células,
• Usar obleas más finas.

Las ganas de superar LeTID son tan grandes, que algunos fabricantes certifican en laboratorio ya sus módulos, con procedimientos, que todavía no están terminados.

En la actualidad y mientras no sepamos con total claridad los motivos de LeTID, los usuarios no podemos hacer mucho para minimizar sus efectos. El usuario debe actuar igual que en los casos de otros riesgos ya conocidos.