Що таке PERC технологія сонячних елементів?

Сонячні фотоелектричні перетворювачі з пасивованим емітером і тильним контактом, відомі як сонячні елементи PERC (the Passivated Emitter and Rear Cell), сьогодні стають все більш поширеними компонентами для виготовлення сонячних панелей. Такі сонячні елементи є модифікацією звичайної конструкції, яка забезпечує генерацію більшої кількості енергії, ніж за допомогою більш традиційних сонячних панелей. Технологія РERC була розроблена в 1980 році в Австралії групою вчених під керівництвом директора Австралійського центру передової фотогальваніки при UNSW (Університет Нового Південного Уельсу) професора Мартіна Гріна, проте активно застосовуватись у комерційних масштабах почала лише кілька років тому.

Сонячні елементи PERC мають додатковий шар оксиду на задній стороні елемента, що дозволяє частині сонячного випромінення ефективніше відбиватися назад у сонячний фотоперетворювач, надаючи йому ще одну можливість перетворитися на електроенергію. Також цей шар зменшує рекомбінацію електронів, яка блокує вільне переміщення електронів у напівпровіднику. У PERC фотоперетворювачах електрони, що генеруються біля заднього контакту, можуть вільно рухатися до емітера і збільшувати струм, що генерується. І нарешті додатковий діелектрично пасивований шар відбиває світло з довжиною хвилі понад 1180 нм за межі сонячного елемента. У звичайному елементі ця частина сонячного світла призводить до нагрівання елемента, що негативно впливає на ефективність.

Окрім технології PERC, є інші технології, які підвищують сумарну ефективність сонячних модулів, а саме PERT (Passived Emitter Rear Totally Diffused) та PERL (Passived Emitter Rear Locally Diffused), які, на нашу думку, незабаром будуть набувати зростаючого значення.

Технологія PERC збільшує ККД сонячного елемента за рахунок додаткового перетворення довгохвильового спектра світла. Такого випромінювання зазвичай більше вранці та ввечері (коли сонячне світло проходить через атмосферу під великим кутом) або під час хмарної погоди. У цей час короткохвильове світло поглинається атмосферою, а довгохвильове досягає поверхні Землі. Тому основна причина, чому PERC генерує більше енергії, – це відображення частини світла від діелектричного шару в задній частині сонячного елемента. Це веде до корисного використання додаткової порції червоного світла, особливо вранці, увечері та у хмарну погоду.

Серед основних переваг PERC-модулів є такі:

• Технологія PERC може використовуватися як у моно-, так і полікристалічних сонячних панелях.
• Використання технології PERC підвищує ККД сонячних модулів до 25% за рахунок зростання поглинаючої здатності фотоелемента, зменшення в ньому небажаного перегріву, відбиття вже згенерованих електронів у зону p-n переходу.
• Виробництво фотоелектричних модулів за технологією PERC не суттєво відрізняється від виробництва звичайних фотоелементів, оскільки модифікується лише задня поверхня шляхом простого додавання діелектричного шару та використання лазерів для отворів (перфорації). Таким чином, не потрібне встановлення якогось спеціального складного обладнання, достатньо модернізації існуючих виробничих ліній. Тобто сонячні панелі з технологією PERC отримують вищу вихідну потужність при мінімальних інвестиціях та невеликій кількості ризиків.
• При роботі фотоелементів з технологією PERC збільшуються струми короткого замикання, в результаті чого зростає сила струму, що одночасно збільшує напругу і, як результат, вихідну потужність сонячної панелі.
• Відбивна здатність панелей з технологією PERC збільшується до 90-95% порівняно з 65% панелей типових конфігурацій.
• Елементи PERC добре працюють в умовах високої температури або слабкого освітлення.
• За рахунок більш привабливих температурних коефіцієнтів, сонячні панелі з технологією PERC є найкращим рішенням для використання у спекотному кліматі, сприяють зниженню теплових втрат. У результаті кінцеві споживачі одержують максимальну ефективність від своїх сонячних PV установок протягом усього року.
• Встановлювати сонячні панелі з технологією PERC є економічно вигіднішим, ніж традиційні. Сама інновація впливає на вартість готової системи незначною мірою, але при цьому суттєво збільшує її ефективність. Або навпаки, для отримання такої кількості електроенергії, як і від стандартної сонячної панелі, при використанні технології PERC потрібна менша кількість сонячних батарей.

Оскільки нова технологія є модифікацією звичайних сонячні елементів, то PERC можна виготовити з використанням того ж обладнання. Це полегшує виробникам зміну та виробництво більш ефективних елементів. Перспективи PERC-модулів здаються багатообіцяючими, а сучасний рівень науково-технічного прогресу дає змогу поставити виробництво таких сонячних панелей на конвеєр. Сьогодні багато визнаних брендів-виробників сонячних панелей вже впровадили PERC технологію у виробництво. У тому числі Canadian Solar, LG, REC Solar, Winaico, Trina Solar, Jinko Solar, Solar World та інші.