1. Co oznacza PERC?
Dosłownie oznacza to Pasywowany emiter i tylna komórka. Znajdziesz również termin Pasywowany emiter i tylny styk.

2. Co to jest?
Technologia ogniw PERC definiuje architekturę ogniw słonecznych, która różni się od standardowej architektury ogniw, która jest używana od trzech dekad i która jest zwykle opisywana we wszystkich podręcznikach dotyczących fotowoltaiki.

Na dzień dzisiejszy zdecydowana większość produkowanych krystalicznych ogniw słonecznych ma strukturę przedstawioną poniżej.

Od góry do tyłu:
– sitodrukowa pasta srebrna do uformowania styków
- Powłoka antyrefleksyjna
– rozproszone fosforem, domieszkowane borem płytki krzemowe, które tworzą
Złącze P-N
– aluminium Back Surface Field (Al-BSF)
– sitodrukowa pasta aluminiowa

Celem naukowców jest maksymalne wykorzystanie elektronów ogniwa słoneczne, architektura PERC zasadniczo umożliwia poprawę wychwytywania światła w pobliżu tylnej powierzchni i optymalizację wychwytywania elektronów.

3. PERC i PERC?

Pod akronimem PERC faktycznie znajdujemy również technologie ogniw słonecznych o nazwach PERL, PERT, PERF. Nawet jeśli początkowo nie były uwzględniane w nomenklaturze PERC, obecnie są zwykle uważane za część tej samej rodziny

4. Jakie jest zainteresowanie technologią?
Główną zaletą struktury ogniw PERC jest to, że umożliwia ona producentom osiąganie wyższych sprawności niż w przypadku standardowych ogniw słonecznych, które osiągają swoje fizyczne granice. Przy obecnym stanie techniki możliwe jest osiągnięcie absolutnego wzrostu wydajności do 1%. Chociaż w procesie produkcyjnym jest więcej etapów, wzrost wydajności umożliwia obniżenie kosztów, również na poziomie systemu. Zawsze powinniśmy pamiętać, że Świętym Graalem jest poprawa efektywności przy jednoczesnej redukcji kosztów. A poprawa wydajności ogniw fotowoltaicznych przyczynia się do redukcji kosztów.
Tak więc ta architektura ogniw jest uważana za prezentującą jeden z najlepszych potencjałów do produkcji wysokowydajnych paneli słonecznych po konkurencyjnych cenach.

5. Czy jest nowy?
Architektura PERC nie jest właściwie wcale nowa. Pierwsze wzmianki o technologii sięgają czasów Uniwersytet Nowej Południowej Walii w Australii w 1983 r., a pierwszy artykuł [1] został opublikowany w 1989 r. Ponieważ ta koncepcja ogniwa oferowała największy potencjał do osiągnięcia wysokiej wydajności, UNSW wykorzystał ją do osiągnięcia wielu światowych rekordów wydajności, które zbliżyły się do 25% [2]. Dwie inne konkurencyjne technologie to technologia Back Contact, spopularyzowana przez firmę Sunpower, oraz technologia HIT skomercjalizowana przez firmę Panasonic.

6. Dlaczego teraz?
Warto podkreślić, że standardowa architektura ogniw słonecznych jest stosowana od połowy lat 80-tych. Od tego czasu technologia była stopniowo ulepszana, z lepszymi pastami do formowania przednich styków, cieńszymi palcami styku, zoptymalizowaną powłoką antyrefleksyjną… Prawie 30 lat zajęło przemysłowi prawie dogonienie wydajności osiągniętej na poziomie badań.
Poniższy wykres podsumowuje historyczne dążenie branży fotowoltaicznej do ulepszenia technologii.

Jak wspomniano wcześniej, zawsze istnieje luka między wynikami osiągniętymi na poziomie badań a tym, co osiąga się w masowej produkcji na poziomie przemysłowym. Tak więc, jeśli obecnie pojawia się technologia ogniw PERC, dzieje się tak głównie ze względów ekonomicznych. Rzeczywiście, przemysł musi zawsze iść na kompromis, aby osiągnąć ekonomicznie i technicznie wykonalne koncepcje. W ciągu 30 lat stałe stopniowe ulepszenia wprowadzane do standardowej technologii ogniw były ekonomicznie i technicznie wykonalne. Teraz, gdy standardowa koncepcja osiąga swoje granice, a wiedza techniczna jest dostępna w całym łańcuchu wartości, aby wprowadzić technologię PERC, może ona stanowić nową realną platformę do produkcji paneli słonecznych o dużej mocy i wydajności.
Zgodnie z przewidywaniami wg ITRPV, organ skupiający grupę producentów na różnych etapach łańcucha wartości i pracujący nad trendami technologicznymi, technologia PERC będzie stopniowo zdobywać największy udział w rynku. Ponieważ historia branży fotowoltaicznej polega na tym, aby być coraz lepszym, prędzej czy później większość zainstalowanych paneli będzie wyposażona w tę technologię.

7. Czy technologia PERC z natury rzeczy zapewnia lepszą wydajność przy słabym oświetleniu?

Równolegle z rozwojem technologii PERC w datasheetach pojawiały się argumenty dotyczące poprawy wydajności w słabym świetle. Uzasadnione jest zatem zastanawianie się, czy te dwa fakty są ze sobą powiązane. Chociaż prawdą jest, że można znaleźć moduły oparte na PERC o ulepszonej wydajności przy słabym oświetleniu, nie ma to nic wspólnego z technologią ogniw PERC. Wszystkie technologie ogniw mają potencjał, aby zapewnić lepszą wydajność warunki słabego oświetlenia, a tym tematem zajmiemy się w kolejny wpis na blogu.

8. Wyzwania związane z technologią
Podobnie jak w przypadku każdej nowej technologii, wyzwaniem stojącym za technologią PERC jest możliwość skalowania technologii przy jednoczesnym kontrolowaniu procesu. W United Energy zawsze cenimy wiedzęjak i na pewno jest możliwość wyprodukowania tych ogniw. Wśród wyzwań związanych z technologią PERC dwa są bardziej podatne na wpływ właściciela panelu wyposażonego w tę technologię.
Pierwszy związany jest z degradacją wywołaną światłem. LID to efekt, który powoduje, że moduł traci pewien procent swojej mocy po pierwszej ekspozycji na światło. To wyjaśnia, dlaczego producenci z liniowymi gwarancjami nigdy nie gwarantują 100% mocy po pierwszym roku. Ze względu na wyższe poziomy domieszkowania powszechnie stosowane w ogniwach PERC, negatywny wpływ LID jest większy w przypadku technologii PERC w porównaniu ze standardowymi ogniwami z Al-BSF.
Istnieje również temat dotyczący potencjalnie wywołanej degradacji. Było wiele artykułów i artykułów poruszających to pytanie, zwłaszcza dla polikrystalicznego PERC. Nie jest to trywialne, ponieważ tego rodzaju awaria może całkowicie uszkodzić wydajność elektrowni. Najlepszą rekomendacją, jaką możemy zrobić w tej kwestii, jest upewnienie się, że dostarczane przez Państwa moduły posiadają certyfikat zgodnie z IEC TS 62804 na odporność na PID oraz że istnieje zaufanie do spójności, jaką producent stosuje w doborze materiałów i procesach w celu zapewnienia ich produkcja jest wolna od PID.

Źródła

[1]: AWBlakers, A.Wang, AMMilne, J.Zhao, MAGreen, 22,8% wydajne krzemowe ogniwo słoneczne, aplikacja fizyka Łotysz. 55 (1989) 1363–1365.
[2]: Zhao J.; Wang A; Keevers MJ; Zielony mgr, 2000, Wysokowydajne ogniwa PERT na podłożach SEH typu p Si oraz ogniwa PERT na podłożach SHE typu n Si

[3]: MA Zielony, Pasywowany emiter i tylne ogniwo (PERC): od koncepcji do masowej produkcji, Materiały do pozyskiwania energii słonecznej i ogniwa słoneczne 143 (2015) 190–197

[4]: MA Zielony, Czterdzieści lat badań fotowoltaicznych na UNSW, Journal and Proceedings of Royal Society of New South Wales, tom. 148, nr. 455 i 456, s. 2-14