PERC технология солнечных элементов

Солнечные фотоэлектрические преобразователи с пассивированным эмиттером и тыльным контактом, известные как солнечные элементы PERC (Passivated Emitter and Rear Cell), сегодня становятся все более распространенными компонентами для изготовления солнечных панелей. Такие солнечные элементы представляют собой модификацию обычной конструкции, которая обеспечивает генерацию большего количества энергии, чем с помощью более традиционных солнечных панелей. Технология РERC была разработана в 1980 году в Австралии группой ученых под руководством директора Австралийского центра передовой фотогальваники при UNSW (Университет Нового Южного Уэльса) профессора Мартина Грина, однако активно применяться в коммерческих масштабах начала лишь несколько лет назад.

Солнечные элементы PERC имеют дополнительный слой оксида на задней стороне элемента, что позволяет части солнечного излучения эффективнее отражаться обратно в солнечный преобразователь, предоставляя ему еще одну возможность превратиться в электроэнергию. Также этот слой уменьшает рекомбинацию электронов, блокирующую свободное перемещение электронов в полупроводнике. В PERC фотопреобразователях электроны, генерируемые у заднего контакта, могут свободно двигаться к эмиттеру и увеличивать генерируемый ток. И, наконец, дополнительный диэлектрически пассивированный слой отражает свет с длиной волны более 1180 нм за пределы солнечного элемента. В обычном элементе эта часть солнечного света приводит к нагреву элемента, что негативно влияет на эффективность.

Кроме технологии PERC, есть другие технологии, которые повышают суммарную эффективность солнечных модулей, а именно PERT (Passived Emitter Rear Totally Diffused) и PERL (Passived Emitter Rear Locally Diffused), которые, по нашему мнению, в скором времени будут приобретать возрастающее значение.

Технология PERC увеличивает КПД солнечного элемента за счет дополнительного преобразования длинноволнового спектра света. Такого излучения обычно больше утром и вечером (когда солнечный свет проходит через атмосферу под большим углом) или в облачную погоду. В это время коротковолновый свет поглощается атмосферой, а длинноволновый достигает поверхности Земли. Поэтому основная причина, почему PERC генерирует больше энергии – это отражение части света от диэлектрического слоя в задней части солнечного элемента. Это приводит к полезному использованию дополнительной порции красного света, особенно утром, вечером и в облачную погоду.

Среди основных преимуществ PERC-модулей есть:

• Технология PERC может использоваться как в моно-, так и в поликристаллических солнечных панелях.
• Использование технологии PERC повышает КПД солнечных модулей до 25% за счет роста поглощающей способности фотоэлемента, уменьшения в нем нежелательного перегрева, отражения уже сгенерированных электронов в зону p-n перехода.
• Производство фотоэлектрических модулей по технологии PERC существенно не отличается от производства обычных фотоэлементов, поскольку модифицируется только задняя поверхность путем простого добавления диэлектрического слоя и использования лазеров для отверстий (перфорации). Таким образом, не требуется установка какого-либо специального сложного оборудования, достаточно модернизации существующих производственных линий. То есть солнечные панели с технологией PERC получают более высокую выходную мощность при минимальных инвестициях и небольшом количестве рисков.
• При работе фотоэлементов с технологией PERC увеличиваются токи короткого замыкания, в результате чего возрастает сила тока, одновременно увеличивающая напряжение и, как результат, выходная мощность солнечной панели.
• Отражательная способность панелей с технологией PERC увеличивается до 90-95% по сравнению с 65% панелей типовых конфигураций.
  Элементы PERC хорошо работают в условиях высокой температуры или слабого освещения.
• За счет более привлекательных температурных коэффициентов солнечные панели с технологией PERC являются наилучшим решением для использования в жарком климате, способствуют снижению тепловых потерь. В итоге конечные потребители получают наибольшую эффективность от собственных солнечных PV установок в течение всего года.
• Устанавливать солнечные панели с технологией PERC экономически выгоднее традиционных. Сама инновация влияет на стоимость готовой системы в незначительной степени, но при этом существенно увеличивает ее эффективность. Или наоборот, для получения такого количества электроэнергии, как и от стандартной солнечной панели, при использовании технологии PERC требуется меньшее количество солнечных батарей.

Поскольку новая технология является модификацией обычных солнечных элементов, то PERC можно изготовить с использованием того же оборудования. Это облегчает производителям изменение и производство более эффективных элементов. Перспективы PERC-модулей кажутся многообещающими, а современный уровень научно-технического прогресса позволяет поставить производство таких солнечных панелей на конвейер. Сегодня многие признанные бренды-производители солнечных панелей уже внедрили PERC технологию в производство. В том числе Canadian Solar, LG, REC Solar, Winaico, Trina Solar, Jinko Solar, Solar World и другие.