من أجل الحصول على كفاءة و جودة أعلى ولكن مع تقليل تكلفة التصنيع ، فإن تقنية الخلايا الشمسية تتطور و تتحسن باستمرار. تحظى الخلايا الشمسية PERC في هذه الأيام بشعبية مع صناعة الطاقة الشمسية الكهروضوئية. PERC لتقف على Passivated Emitter والخلية الخلفية .
مقدمة لتكنولوجيا PERC
إن الخلية الشمسية PERC هي ببساطة خلية شمسية أكثر كفاءة ، وهذا يعني أن الألواح الشمسية المبنية مع خلايا PERC يمكن أن تحول ضوء الشمس إلى كهرباء أكثر كفاءة. عادة ما تكون الألواح الشمسية المغلفة بالخلايا الشمسية PERC أفضل من اللوحات التقليدية في كل من ظروف الإشعاع المنخفضة وظروف درجات الحرارة المرتفعة. تعمل تقنية PERC على تعزيز الكفاءة من خلال إضافة طبقة رقيقة من SiO2 أو Al2O3 إلى الجزء الخلفي من الخلايا الشمسية التقليدية ، والتي توفر العديد من الفوائد لكفاءة الخلية.
بالإضافة إلى ذلك ، لا يتطلب الترقية إلى التصنيع PERC الكثير من التعديلات على عمليات تصنيع الخلايا الحالية. إنه تحول سهل نسبيا للمصنعين لبدء إنتاج خلايا PERC ذات كفاءة أعلى بتكلفة منخفضة.
الفرق بين الخلايا الشمسية PERC والخلايا الشمسية القياسية
لا تختلف الخلية الشمسية PERC اختلافا كبيرا في البناء من الخلايا الشمسية الكهروضوئية النموذجية. يستخدم كلا النوعين من تكنولوجيا الطاقة الشمسية رقائق الويفر لتوليد تدفق الإلكترونات باستخدام أشعة الشمس القادمة ، والبناء الكلي لأنواع الخلايا متشابهة جدا. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين خلايا PERC والخلايا الفولتية الضوئية أحادية النموذج في تكامل طبقة التخميل على السطح الخلفي ، وهي طبقة من المادة على ظهر الخلايا التي توفر ثلاث فوائد رئيسية تعزز كفاءة الخلية.
كيف تؤدي طبقة التخميل على السطح الخلفي إلى تحقيق مكاسب في كفاءة الخلايا الشمسية؟ فيما يلي ثلاث طرق لزيادة طبقة التخميل في خلية PERC الشمسية:
1. انعكاس الضوء من مؤخرة الخلية
تعكس طبقة تخميل السطح الخلفي الضوء الذي يمر عبر خلية السليكون دون أن يتم امتصاصه مرة أخرى في السيليكون ، مما يعطي الخلية الشمسية محاولة امتصاص ثانية. ويعني هذا الانعكاس للضوء أن أشعة الشمس القادمة ستنتهي إلى أن تمتصها خلية السليكون ، وبالتالي تصبح الخلية أكثر كفاءة.
2. انخفاض إعادة تركيب السطح الخلفي
تؤدي إضافة طبقة تخميل السطح الخلفي إلى تقليل "إعادة اتحاد الإلكترونات" في الخلية الشمسية. وببساطة ، فإن إعادة اتحاد الإلكترونات هي ميل الإلكترونات إلى إعادة التوليف ، مما يسبب انسداد في حركة الإلكترونات الحرة من خلال الخلية الشمسية. هذا التثبيط لحركة الإلكترون الحر يؤدي إلى كفاءة أقل من المثالية في الخلايا. في خلية شمسية PERC ، يتم تقليل إعادة اتحاد الإلكترونات من أجل رفع الكفاءة.
3. انخفاض امتصاص الحرارة
الفائدة الثالثة من الخلية الشمسية PERC هي انعكاس بعض الأطوال الموجية للضوء. يمكن لرقائق السليكون في الخلايا الشمسية فقط امتصاص الضوء بأطوال موجية تصل إلى 1180 نانومتر (nm) ، وتمضي موجات الضوء ذات الطول الموجي الأعلى عبر السيليكون ويتم امتصاصها من خلال اللوحة الخلفية المعدنية للوحة الشمسية ، مما يخلق حرارة. عندما يتم تسخين الخلايا الشمسية ، فإنها تعمل بكفاءة أقل. تم تصميم طبقة التخميل على السطح الخلفي في الخلايا الشمسية PERC لتعكس الضوء مع طول موجة أعلى من 1180 نانومتر ، مما يقلل من الطاقة الحرارية في الخلية الشمسية وبالتالي زيادة الكفاءة.
خطوات إضافية للخلية الشمسية PERC
يمكن أن تكون تقنية PERC قوية للغاية ، وهي مكسب واضح للكفاءة ، ولكن الحد الأدنى من الاستثمار الذي يتطلبه الأمر لبدء تصنيع الخلايا الشمسية PERC بدلاً من الخلايا الشمسية أحادية البلورة القياسية. من أجل إنتاج خلية PERC ، هناك خطوتين تصنيع إضافيتين مطلوبتين:
تطبيق طبقة التخميل السطح الخلفي
حفر ليزر / كيميائي لفتح جيوب صغيرة في طبقة التخميل
لا تضيف هاتان الخطوتان تكاليف كبيرة إلى عملية تصنيع الخلايا الشمسية وتؤدي إلى خلايا شمسية عالية الجودة وأكثر كثافة للطاقة. يتمثل العائق التقليدي أمام تكنولوجيا الخلايا الشمسية الجديدة في تكلفة إنتاج المعدات الجديدة ، وتتطلب الخلايا الشمسية PERC استثمارات مالية قليلة للغاية للترقية إلى منتج أفضل.
تدفق عملية PERC و BIFACIAL PERC الخلايا الشمسية
يظهر تدفق عملية PERC و BiPERC (Bifacial PERC) في الصورة التالية.
فوائد تكنولوجيا PERC لاستثمار الطاقة الشمسية الضوئية
تشير الألواح الشمسية المبنية بتكنولوجيا PERC إلى المزيد من تركيبات الطاقة الشمسية ذات الكثافة. ويعني هذا أنه يمكنك توليد نفس مقدار طاقة الطاقة باستخدام عدد أقل من الألواح الشمسية PERC مما كانت ستحصل عليه مع الألواح الشمسية التقليدية. وبالتالي ، من خلال الحاجة إلى عدد أقل من الألواح الشمسية للتثبيت ، يمكن تقليل تكاليفك. بالإضافة إلى ذلك ، كلما قل عدد الألواح التي تحتاجها ، زادت مرونة لديك على سطح منزلك لوضع الألواح. إذا كانت المساحة المناسبة للسقف محدودة ، فيمكن استخدام الألواح الشمسية PERC أو أي منتج من الألواح ذات الكفاءة العالية في جعل التركيب الشمسي قادرًا على توفير الطاقة التي تحتاج إليها.
إن تقليل عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها له فائدة من خفض تكاليف نظام (BOS) لنظام الطاقة الشمسية الخاص بك. تكاليف BOS هي عموما أي تكاليف المشاركة في مكونات التركيب الشمسي التي ليست وحدات الطاقة الشمسية نفسها. كل العوامل العاكسة والأرفف والأسلاك كلها عوامل في تكاليف BOS الخاصة بك ، وأقل الألواح التي تحتاجها ، فإن المكونات التكميلية أقل ستحتاج كذلك.
