المصدر: sinovoltaics
PERC: زيادة الكفاءة وخفض التكلفة
عندما يتعلق الأمر بالبحث والتطوير ، هناك نقطتان محوريتان في مجال صناعتنا: تخفيض التكلفة وزيادة الكفاءة.
مع تجاوز الكفاءة 20٪ + ، تتمتع تقنية الخلايا الشمسية PERC بالتأكيد بميزة مقارنة بالخلايا الشمسية التقليدية من نوع P ، والتي تنتج فقط حوالي 18-19٪.
تترجم مكاسب الكفاءة في تقنية PERC إلى زيادة في الطاقة تبلغ 5-10 واط لوحدة أحادية مكونة من 60 خلية. إلى جانب كفاءة أعلى ، من المحتمل أن يكون لتكنولوجيا الخلايا الشمسية PERC ميزة تكلفة كذلك. ومع ذلك ، يتطلب ذلك أنه تم تثبيت قدرة تصنيع PERC كافية وتم زيادة الإنتاج. ونعم .. لقد زادت المصانع في آسيا من قدرتها PERC ..
لماذا ستكون PERC تكنولوجيا الخلايا الشمسية المهيمنة
نظرًا لأن PERC متوافق مع معدات طباعة الشاشة الحالية ، فمن السهل إلى حد ما بالنسبة لجهات التصنيع أن تقوم بترقية خطوط الإنتاج الحالية.
قام الكثير من المصنِّعين الآسيويين ، مثل JA Solar و Trina Solar و NeoSolar و Gintech و Hanwha Q Cells و Suntech ، بالفعل بترقية خطوط الإنتاج الخاصة بهم ، والعديد من الشركات الأخرى بصدد القيام بذلك. علاوة على ذلك ، فإن موردي آلات الإنتاج الكهروضوئية البارزين مثل Meyer Burger و Centrotherm يشاركون في تصنيع معدات إنتاج خلايا PERC.
ما هي الشركات المصنعة الرئيسية الآسيوية مع PERC تكنولوجيا الخلايا الشمسية
أعلنت شركة Solarworld في يوليو 2015 أنها تمتلك حاليًا أكبر طاقة إنتاج خلايا PERC في العالم. وصلت قدرتها الحالية لتصنيع الخلايا إلى 800 ميجاوات.
بالنسبة لشركة مثل Solarworld ، من المنطقي التوسع في خطوط الإنتاج عالية الكفاءة ، لأنها تركز بشكل أساسي على أسواق High ASP (متوسط سعر البيع).
يدرك العاملون في الصناعة أنه لن يمر وقت طويل قبل انخفاض التكلفة ، وسوف يلحق المصانع الآسيويون هذه القدرة ويتجاوزونها. في الواقع ، في وقت كتابة هذا التقرير ، نرى الشركات الصينية الكبرى توسع قدرة PERC بسرعة:
JA Solar - خلايا شمسية PERCIUM
تبلغ الطاقة الإنتاجية المتوقعة لخلايا JERC Solar PERCIUM الشمسية 350 ميغاواط في عام 2015 ، وهو جزء صغير فقط من إجمالي طاقتها الإنتاجية المتوقعة البالغة 3.6-4.0 جيجاواط (PV-Tech).
وصلت الشركة إلى متوسط كفاءة التحويلات بنسبة 20.4 ٪. بدأت JA Solar بتسويق الألواح الشمسية PERCIUM 60 الخاصة بها بالفعل في عام 2014 في الأسواق اليابانية والبريطانية والإسرائيلية والصينية والألمانية بشكل رئيسي.
Suntech - الخلايا الشمسية HYPRO
من الجيد أن نرى أن Shunfeng ، مالك علامة Suntech ، تستثمر أيضًا في خطوط الإنتاج المطورة في Suntech وتقوم بتطبيق تقنية الخلايا الشمسية PERC.
بدأ أول خط إنتاج للوحدة النمطية Hypro عبر الإنترنت في يوليو 2015 ، وبدأت Suntech شحن وحدات ذات كفاءة عالية لمشاريعها الأولى. وحدات Suntech 60cell و 290W تصل إلى حد أقصى. كفاءة تحويل 20.5 ٪ ، وتنتج وحدة Hydro المكونة من 72 خلية 345 واط.
ترينا سولار - هوني م بلس
في أوائل عام 2015 ، أطلقت Trina Solar كلاً من وحدة PERC الشمسية والمولودة باسم Honey Plus. تسمى الوحدة الأحادية Honey M Plus. بلغت كفاءة Poly Honey Plus 18.7٪ ، 60cell تصل إلى 275 واط ، بينما يمتاز Honey M Plus بالكفاءة التحويلية 20.4٪ ، مما يجعل الوحدة 60cell 285 واط (Trina).
تقول شركة Trina Solar إنها توفر خلايا شمسية من نوع Honey Plus PERC بواجهات على جانب الجسر بخمسة قضبان ، مما يقلل من المقاومة ويزيد من الموثوقية. لماذا تكون الخلية الشمسية بسبار 5 أكثر موثوقية؟ السبب الرئيسي هو أنه يقلل من تأثير الأجزاء غير النشطة للخلية الشمسية في حالة الشقوق الصغيرة.
Jinko Solar - النسر + وحدات
في مايو 2015 ، افتتحت Jinko Solar منشأة جديدة لتصنيع الخلايا والوحدات PERC في بينانج ، ماليزيا. تم الإعلان عن قدرة الخلايا الشمسية على أن تكون 500 ميجا وات و قدرة الوحدة الكهروضوئية 450 ميجا وات (Jinko Solar). أعلنت Jinko مؤخرًا عن تصنيعها وحدة 60cell ، بقوة 306.9 واط في معملها ، لكن كفاءات التصنيع العادية تبدو أقل بكثير من هذا الإنتاج.
كيف تعمل تقنية خلايا PERC على تحسين أداء الألواح الشمسية؟
كما هو موضح بالفعل ، تم تصميم الخلايا الشمسية PERC بطبقة إضافية في أسفل الخلية الشمسية. تسمى هذه الطبقة الإضافية طبقة التخميل العازلة.
تصميم الخلايا الشمسية التقليدية السيليكون
PERC تصميم الخلايا الشمسية
هناك ثلاثة أسباب رئيسية وراء مساهمة طبقة التخميل العازلة في زيادة الكفاءة:
1. تقلل طبقة التخميل العازلة الإضافية من إعادة التركيب الإلكتروني:
إعادة التركيب الإلكتروني هو ميل الإلكترونات لإعادة تجميع ومنع الإلكترونات من التدفق بحرية عبر الخلايا الشمسية ، مما يعني أنها لا تستطيع الوصول إلى كفاءتها المحتملة. الإلكترونات المولدة بالقرب من الجزء الخلفي من الخلية الشمسية أصبحت الآن حرة في الانتقال إلى باعث والمساهمة في مزيد من التيار الكهربائي.
2. تزيد طبقة التخميل العازلة الإضافية من قدرة الخلية الشمسية على التقاط الضوء:
تعكس الطبقة العازلة الضوء الذي يمر عبر الخلية الشمسية دون توليد أي إلكترونات. عن طريق عكس هذا الضوء ، يتم إعطاء المزيد من الفرص للفوتونات لتوليد التيار الكهربائي.
3. تعكس طبقة التخميل العازلة الإضافية أطوال موجية أعلى من 1180 نانومتر خارج الخلية الشمسية ، والتي من شأنها أن تخلق الحرارة بشكل طبيعي:
رقائق السيليكون تتوقف عن امتصاص الأطوال الموجية فوق 1180 نانومتر. في الخلايا الشمسية العادية ، يتم امتصاص هذه الأطوال الموجية بسهولة عن طريق المعدن الخلفي وتحويلها إلى حرارة.
مقارنة PERC الخلايا الشمسية والخلايا الشمسية القياسية
كما تعلمون ، الحرارة تقلل من كفاءة تحويل الخلايا الشمسية. تعكس طبقة التخميل العازلة أطوال موجية أعلى من 1180 نانومتر خارج الخلية الشمسية ، وتساعد الخلية الشمسية على العمل بشكل أكثر كفاءة من خلال الحفاظ على درجات حرارة أكثر برودة.
مراجعة: كيف يتم توليد الكهرباء من الخلايا الشمسية؟
تتكون الخلية الشمسية البلورية التقليدية (c-Si) من طبقتين بخصائص كهربائية مختلفة. تسمى الطبقتان القاعدة والباعث. تسمى النقطة التي تلتقي فيها القاعدة والباعرة بالواجهة الداخلية.
يتم إنشاء حقل كهربائي حيث تلمس الطبقتان - تسمى هذه النقطة الواجهة. تقوم الواجهة بسحب الإلكترونات سالبة الشحنة إلى الباعث بمجرد الوصول إلى الواجهة.
عندما يدخل الضوء إلى الخلية الشمسية ، يتم إطلاق الإلكترونات من ذرات السيليكون. وعندما يتم إطلاق الإلكترونات ، يمكن أن تنتقل بحرية عبر رقاقة السيليكون. ومع ذلك ، لن تساهم الإلكترونات في التيار الكهربائي إلا إذا وصلت إلى الواجهة ، بين الباعث والقاعدة.
أنواع مختلفة من الأطوال الموجية
تولّد الأطوال الموجية الأقصر (الضوء الأزرق) الإلكترونات بشكل أساسي بالقرب من مقدمة الخلية الشمسية ، بينما الأطوال الموجية الأطول (الضوء الأحمر) ستولد إلكترونات في مؤخرة الخلية. سوف تمر بعض الأطوال الموجية الأطول عبر الرقاقة دون توليد أي تيار.
هذا هو المكان الذي تحدث فيه الطبقة العازلة في الجزء الخلفي من الخلية الشمسية الفرق ..
كيف تمسك تقنية خلية PERC بأطوال موجية مختلفة
تصدر الشمس الضوء بأطوال موجية مختلفة وعندما يصل الضوء إلى بنية خلية السيليكون ، فإنها تولد إلكترونات على مستويات مختلفة من بنية الخلية الشمسية.
تزيد تقنية PERC من قدرة الخلية على التقاط أطوال موجية أطول. الأطوال الموجية الأطول موجودة بشكل خاص أثناء الصباح والأمسيات (الشمس تحت زاوية) أو خلال الأيام الغائمة.
يتم امتصاص الضوء الأزرق ، بأطوال موجية أقصر ، بواسطة الغلاف الجوي خلال هذه الأوقات ، حيث يتعين عليه السير في مسار أطول للوصول إلى سطح الأرض. لا يمتص الغلاف الجوي للأرض الضوء الأحمر بسهولة.
لذا فإن السبب الرئيسي وراء إظهار تقنية PERC عوائد طاقة أفضل هو الطبقة العاكسة العازلة الموجودة في الجزء الخلفي من الخلايا الشمسية والتي تساعد على امتصاص المزيد من الضوء الأحمر ، حتى أثناء الصباح أو في المساء أو أثناء الطقس الغائم.
