A origem exata da degradação das células fotovoltaicas cristalinas é ainda alvo de estudos. O modelo mais aceito na literatura científica é o do complexo boro-oxigênio. Ou seja, a degradação LID seria causada pela contaminação com oxigênio nas células fotovoltaicas fabricadas a partir de wafers do tipo P (dopados com boro).
Nas células fotovoltaicas de silício cristalino (poli ou mono), que dominam o mercado, o efeito LID é causado principalmente pela presença do complexo boro-oxigênio, que provoca a redução inicial de eficiência entre 1% e 4%. A origem exata da degradação das células fotovoltaicas cristalinas é ainda alvo de estudos.
As células fotovoltaicas são formadas por uma junção semicondutora P-N de silício. A junção é produzida através do processo de dopagem do silício. Boro e fósforo geralmente são os materiais empregados no processo de dopagem. Os wafers usados na fabricação das células podem ser dopados com boro ou fósforo.
Felizmente, nos módulos cristalinos o efeito LID relacionado ao complexo boro-oxigênio, apontado como a principal causa desse tipo de degradação, é um fenômeno de curta duração – ou seja, ele ocorre nas primeiras horas de exposição do módulo fotovoltaico à luz.
Isso permite quantificar o efeito e descontar sua influência na eficiência certificada do módulo. Durante o processo de certificação, padronizado pela norma internacional IEC 61215, os módulos cristalinos devem ser submetidos a uma exposição inicial de 5 kWh/m 2, ou seja, devem ser submetidos a uma irradiância de 1000 W/m 2 durante 5 horas.
Os wafers usados na fabricação das células podem ser dopados com boro ou fósforo. Essa dopagem ocorre durante a fabricação do lingote. No primeiro caso resultam wafers do tipo P e no segundo caso do tipo N. A grande maioria das células fotovoltaicas é produzida a partir de wafers do tipo P.
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Barnett, A et al. 2007. Marcos rumo a módulos de células solares com 50% de eficiência. 22ª Conferência Europeia de Energia Solar Fotovoltaica. Fetzer, CM et al. 2004. Células solares metamórficas GaInP/GaInAs/Ge de alta eficiência cultivadas por MOVPE. Jornal de Crescimento de Cristal. 261: 341-348. King RR et al. 2007.
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