Al fine di ottenere maggiore efficienza e qualità ma ridurre i costi di produzione, la tecnologia delle celle solari è in continua evoluzione e miglioramento. Le celle solari PERC oggigiorno sono popolari nell'industria del solare fotovoltaico. PERC sta per Emettitore passivato e Cella posteriore .
Introduzione alla tecnologia PERC
Una cella solare PERC è semplicemente una cella solare più efficiente , il che significa che i pannelli solari costruiti con celle PERC possono convertire la luce solare in elettricità in modo più efficiente. I pannelli solari incapsulati con celle solari PERC in genere hanno prestazioni migliori rispetto ai pannelli convenzionali sia in condizioni di irraggiamento basse che in condizioni di alte temperature. La tecnologia PERC aumenta l'efficienza attraverso l'aggiunta di strati di film sottile SiO2 o Al2O3 sul retro di una cella solare tradizionale , che offre numerosi vantaggi all'efficienza della cella.
Inoltre, l'aggiornamento alla produzione PERC non richiede molte modifiche ai processi di produzione delle celle esistenti. È un cambiamento relativamente facile per i produttori iniziare a produrre celle PERC ad alta efficienza a basso costo.
La differenza tra celle solari PERC e celle solari standard
Una cella solare PERC non è molto diversa nella costruzione di una tipica cella solare fotovoltaica. Entrambi i tipi di tecnologia solare utilizzano wafer di silicio per generare un flusso di elettroni utilizzando la radiazione solare in ingresso e la struttura generale dei tipi di celle è molto simile. La principale differenza tra le celle PERC e le tipiche celle fotovoltaiche monocristalline è l'integrazione di uno strato di passivazione della superficie posteriore, che è uno strato di materiale sul retro delle cellule che fornisce tre principali vantaggi che aumentano l'efficienza della cella.
In che modo uno strato di passivazione della superficie posteriore porta a guadagni nell'efficienza delle celle solari? Ecco i tre modi in cui lo strato di passivazione in una cella solare PERC aumenta l'efficienza complessiva:
1. Riflessione della luce dal retro della cella
Uno strato di passivazione della superficie posteriore riflette la luce che passa attraverso la cella di silicio senza essere riassorbita nel silicio, dando alla cella solare un secondo tentativo di assorbimento. Questo riflesso di luce significa che più radiazione solare in arrivo finirà per essere assorbita dalla cella di silicio, quindi la cella diventa più efficiente.
2. Ricombinazione della superficie posteriore ridotta
L'aggiunta di uno strato di passivazione della superficie posteriore riduce la "ricombinazione elettronica" nella cella solare. In parole povere, la ricombinazione elettronica è la tendenza degli elettroni a ricombinarsi, il che causa un blocco nel libero movimento degli elettroni attraverso la cella solare. Questa inibizione del movimento di elettroni liberi porta a efficienze di cella non ottimali. In una cella solare PERC, la ricombinazione elettronica viene ridotta per aumentare l'efficienza.
3. Assorbimento di calore ridotto
Il terzo beneficio di una cella solare PERC è il riflesso di certe lunghezze d'onda della luce. Un wafer di silicio in una cella solare può assorbire solo la luce in lunghezze d'onda fino a 1180 nanometri (nm) e le onde luminose a lunghezza d'onda maggiore passano attraverso il silicio e vengono assorbite dal foglio posteriore metallico del pannello solare, creando calore. Quando le celle solari sono riscaldate, operano a livelli di efficienza inferiori. Lo strato di passivazione della superficie posteriore delle celle solari PERC è appositamente progettato per riflettere la luce con una lunghezza d'onda superiore a 1180 nm, riducendo l'energia termica nella cella solare e aumentando di conseguenza l'efficienza.
Ulteriori passaggi della cella solare PERC
La tecnologia PERC può essere così potente è evidente guadagno di efficienza, ma l'investimento minimo necessario per iniziare a fabbricare celle solari PERC invece di celle solari monocristalline standard. Per produrre una cella PERC, sono necessari due passaggi di produzione aggiuntivi:
Applicazione dello strato di passivazione della superficie posteriore
Incisione laser / chimica per aprire piccole tasche nello strato di passivazione
Queste due fasi non aggiungono costi significativi al processo di produzione delle celle solari e danno luogo a una cella solare di maggiore qualità e più densa di energia. Un classico ostacolo alla nuova tecnologia delle celle solari è il costo della nuova produzione di apparecchiature e le celle solari PERC richiedono un investimento monetario minimo per passare a un prodotto migliore.
Flusso di processo della cella solare PERC e Bifacciale PERC
Il flusso del processo PERC e BiPERC (Bifacial PERC) viene mostrato nella figura seguente.
Vantaggi della tecnologia PERC per l'investimento solare fotovoltaico
I pannelli solari costruiti con tecnologia PERC indicano più installazioni solari a densità energetica. Ciò implica che è possibile generare la stessa quantità di energia utilizzando meno pannelli solari PERC rispetto a quanto farebbe con più pannelli solari convenzionali. Di conseguenza, richiedendo meno pannelli solari per l'installazione, i costi possono essere ridotti. Inoltre, meno pannelli hai bisogno, più flessibilità hai sul tetto per posizionare i pannelli. Se lo spazio adeguato sul tetto è limitato, l'uso di pannelli solari PERC o di qualsiasi pannello ad alta efficienza può rendere un'installazione solare capace della potenza necessaria.
La riduzione del numero di pannelli solari necessari ha il vantaggio di abbassare i costi BOS (Balance-of-System) per il vostro sistema di energia solare. I costi BOS sono generalmente tutti i costi relativi ai componenti dell'impianto solare che non sono i moduli solari stessi. Inverter , scaffalature e cablaggi fanno tutti i conti con i costi BOS, e meno pannelli hai bisogno, meno componenti complementari ti serviranno.
