Why Some Solar Modules Fail Faster Than You Think?
10 września 2025
Oczekuje się, że moduły fotowoltaiczne będą działać przez dziesięciolecia, jednak jedna z najczęstszych przyczyn słabej wydajności często pozostaje niezauważona: mikropęknięcia. Niewidoczne gołym okiem i wykrywalne jedynie podczas badań elektroluminescencyjnych (EL), te drobne pęknięcia w strukturze ogniw mogą dyskretnie zmniejszać moc wyjściową, skracać żywotność systemu, a nawet zwiększać ryzyko pożaru. Dla firm EPC, instalatorów i właścicieli aktywów ukryte pęknięcia stanowią zarówno obciążenie techniczne, jak i finansowe.
Ukryte ryzyko mikropęknięć
Pęknięcia mogą powstawać na wielu etapach – podczas produkcji, transportu, montażu i długotrwałej eksploatacji pod obciążeniem mechanicznym. Ich skutki są poważne:
- Utrata mocy: pęknięcia zakłócają przepływ prądu, zmniejszając generację.
- Prądy upływowe: pozostałości krzemu na krawędziach pęknięć mogą powodować lokalne zwarcia.
- Pęknięcia ogniw: osłabione obszary są bardziej podatne na naprężenia zewnętrzne, co prowadzi do widocznych pęknięć lub awarii obwodu otwartego.
- Gorące punkty i ryzyko pożaru: uszkodzone obszary nagrzewają się nierównomiernie, co przyspiesza starzenie i stwarza zagrożenia dla bezpieczeństwa.
Choć żadna technologia solarna nie jest odporna na te zjawiska, niektóre konstrukcje są bardziej podatne na pęknięcia niż inne.
Dlaczego TOPCon jest narażony na wyższe ryzyko
Technologia TOPCon zyskała popularność jako powszechnie stosowana, ale jej konstrukcja sprawia, że jest ona bardziej podatna na ukryte pęknięcia:
- Thinner wafers: to cut costs, TOPCon cells are often made with silicon wafers below 130 µm. The thinner the wafer, the lower the mechanical strength, and the higher the chance of cracks during handling or stress.
- Complex rear layers: TOPCon’s ultra-thin tunneling oxide layer and polycrystalline silicon layer expand and contract differently from the wafer, creating localized stress during thermal cycles.
- Silver paste and soldering strain: traditional silver-based metallization and “Z” type soldering concentrate mechanical stress at the cell edges. Combined with high soldering temperatures, this raises the likelihood of fractures.
- Weaker stress absorption: compared to designs with thicker glass or advanced interconnection methods, standard TOPCon modules are less effective at dispersing mechanical loads such as wind pressure or hail impact.
Krótko mówiąc, dążenie do poprawy wydajności wprowadziło kompromisy strukturalne, które mogą podważyć niezawodność.
Inna ścieżka: ABC N-type
Nie wszystkie technologie o wysokiej wydajności wiążą się z tymi samymi kompromisami. Architektura N-Type All Back Contact (ABC) firmy AIKO rozwiązuje problem pęknięć u źródła:
- Wytrzymałe połączenia miedziane zastępują pastę srebrną, zapobiegając kruchym złączom i redukując punkty naprężeń.
- Zoptymalizowana wytrzymałość mechaniczna zapewnia większą nośność, zachowując integralność podczas transportu, instalacji i przez dziesięciolecia eksploatacji.
- Lepszy współczynnik temperaturowy ogranicza naprężenia termiczne, zapewniając stabilne wytwarzanie energii nawet w gorącym klimacie.
Dla EPC i właścicieli aktywów oznacza to mniejsze ryzyko ukrytych pęknięć, bardziej stabilną, długoterminową produkcję i lepszy zwrot z inwestycji.
Wraz ze skalą branży fotowoltaicznej, trwałość staje się równie ważna, co szczytowa wydajność. Technologie minimalizujące ryzyko ukrytych pęknięć zdecydują o tym, które projekty faktycznie zapewnią obiecaną wydajność w całym okresie eksploatacji. Branża zauważyła, że nie wszystkie moduły o wysokiej sprawności działają równie dobrze w rzeczywistych warunkach.
Technologia ABC, dzięki nowemu podejściu do struktury ogniw i połączeń między nimi, pokazuje, że możliwe jest połączenie wysokiej sprawności z długoterminową niezawodnością – fundamentu, którego transformacja słoneczna nie może sobie pozwolić pominąć.
