Cellules solaires au silicium avec technologie PERC

Afin d'obtenir une efficacité et une qualité supérieures tout en réduisant les coûts de fabrication, la technologie des cellules solaires évolue et s'améliore constamment. Les cellules solaires PERC sont de nos jours populaires dans l’industrie solaire photovoltaïque. PERC signifie émetteur passivé et cellule arrière .

Introduction à la technologie PERC

Une cellule solaire PERC est simplement une cellule solaire plus efficace , ce qui signifie que les panneaux solaires construits avec des cellules PERC peuvent convertir la lumière du soleil en électricité plus efficacement. Les panneaux solaires encapsulés avec des cellules solaires PERC ont généralement de meilleures performances que les panneaux conventionnels dans des conditions de faible irradiance et de hautes températures. La technologie PERC accroît l'efficacité grâce à l'ajout d'une couche de film mince SiO2 ou Al2O3 à l'arrière d'une cellule solaire traditionnelle , ce qui offre plusieurs avantages pour l'efficacité de la cellule.

En outre, la mise à niveau vers la fabrication PERC ne nécessite pas beaucoup de modifications des processus de fabrication de cellules existants. Il est relativement facile pour les fabricants de commencer à produire des cellules PERC plus efficaces à moindre coût.

La différence entre les cellules solaires PERC et les cellules solaires standard

Une cellule solaire PERC n’est pas très différente dans sa construction d’une cellule solaire photovoltaïque typique. Les deux types de technologie solaire utilisent des plaquettes de silicium pour générer un flux d'électrons en utilisant le rayonnement solaire entrant, et la construction générale des types de cellules est très similaire. La principale différence entre les cellules PERC et les cellules photovoltaïques monocristallines typiques réside dans l'intégration d'une couche de passivation de la surface arrière, qui est une couche de matériau située à l'arrière des cellules qui offre trois avantages principaux qui améliorent l'efficacité des cellules.

Comment une couche de passivation de la surface arrière permet-elle d'améliorer l'efficacité des cellules solaires? Voici les trois manières dont la couche de passivation dans une cellule solaire PERC augmente l'efficacité globale:

1. Réflexion de la lumière à l'arrière de la cellule

Une couche de passivation de la surface arrière réfléchit la lumière qui traverse la cellule de silicium sans être absorbée dans le silicium, donnant à la cellule solaire une seconde tentative d'absorption. Cette réflexion de la lumière signifie qu'une plus grande quantité de rayons solaires entrants finira par être absorbée par la cellule en silicium, ce qui rendra la cellule plus efficace.

2. Réduction de la recombinaison de la surface arrière

L'ajout d'une couche de passivation de la surface arrière réduit la "recombinaison d'électrons" dans la cellule solaire. En termes simples, la recombinaison électronique est la tendance des électrons à se recombiner, ce qui bloque le mouvement libre des électrons à travers la cellule solaire. Cette inhibition du mouvement des électrons libres conduit à des efficacités cellulaires moins qu'optimales. Dans une cellule solaire PERC, la recombinaison d'électrons est réduite afin d'augmenter l'efficacité.

3. Absorption de chaleur réduite

Le troisième avantage d'une cellule solaire PERC est la réflexion de certaines longueurs d'onde de la lumière. Une tranche de silicium dans une cellule solaire ne peut absorber la lumière que dans des longueurs d'onde allant jusqu'à 1 180 nanomètres (nm), et des ondes lumineuses d'une longueur d'onde supérieure traversent le silicium et sont absorbées par la feuille arrière du panneau solaire, générant ainsi de la chaleur. Lorsque les cellules solaires sont chauffées, leur efficacité est moindre. La couche de passivation de la surface arrière des cellules solaires PERC est spécialement conçue pour réfléchir la lumière d’une longueur d’onde supérieure à 1180 nm, réduisant ainsi l’énergie thermique de la cellule solaire et augmentant ainsi son efficacité.

Étapes supplémentaires de la cellule solaire PERC

La technologie PERC peut être si puissante est un gain d'efficacité évident, mais l'investissement minimal requis pour commencer à fabriquer des cellules solaires PERC au lieu de cellules solaires monocristallines standard. Pour produire une cellule PERC, deux étapes de fabrication supplémentaires sont nécessaires:

1. Application de la couche de passivation de la surface arrière

2. Gravure laser / chimique pour ouvrir de petites poches dans la couche de passivation

Ces deux étapes n'entraînent pas de coûts importants pour le processus de fabrication des cellules solaires et se traduisent par une cellule solaire de meilleure qualité et plus dense en énergie. Le coût de la production de nouveaux équipements est un obstacle classique à la nouvelle technologie de cellules solaires. Les cellules solaires PERC nécessitent très peu d’investissements monétaires pour passer à un meilleur produit.

Flux de processus de la cellule solaire PERC et PERC bifaciale

Le flux de processus PERC et BiPERC (PERC bifacial) est présenté dans l’illustration suivante.

Avantages de la technologie PERC pour les investissements solaires photovoltaïques

Les panneaux solaires construits avec la technologie PERC indiquent plus d'installations solaires à densité d'énergie. Cela signifie que vous pouvez générer la même quantité d'énergie en utilisant moins de panneaux solaires en PERC qu'avec des panneaux solaires plus classiques. Par conséquent, en nécessitant moins de panneaux solaires pour votre installation, vos coûts peuvent être réduits. En outre, moins vous aurez besoin de panneaux, plus vous aurez de la flexibilité sur votre toit pour positionner vos panneaux. Si l'espace disponible sur le toit est limité, l'utilisation de panneaux solaires PERC ou de tout produit de panneau à haute efficacité peut permettre à une installation solaire de produire l'énergie dont vous avez besoin.

Réduire le nombre de panneaux solaires dont vous avez besoin présente l'avantage de réduire les coûts de la balance du système (BOS) de votre système d'énergie solaire. Les coûts BOS sont généralement les coûts liés aux composants d'installation solaire qui ne sont pas les modules solaires eux-mêmes. Les inverseurs , le racking et le câblage entrent tous en ligne de compte dans les coûts de votre BOS, et moins vous avez besoin de panneaux, moins vous aurez besoin de composants complémentaires.