PERC — почему за ним будущее?

Технология солнечных элементов PERC: Почему она будет доминировать в ближайшем будущем?

Солнечные элементы PERC - почему за ними будущее?Последние несколько лет технология изготовления солнечных элементов PERC является одним из фаворитов научно-исследовательских работ в фотоэлектрической индустрии.

PERC означает Passivated Emitter Rear Contact (пассивированный эмиттер задний контакт), и означает диэлектрический слой на задней части PERC солнечного элемента.

Этот слой на задней части солнечного элемента помогает отражать свет, который проходит через солнечный элемент, обратно внутрь элемента, поэтому он может генерировать больше свободных электронов. Этот эффект также известен как backside passivation (пассивирование задней стороны).

PERC: увеличение КПД и уменьшение себестоимости?

Исследования в области фотоэнергетики сейчас проводятся в основных 2 направлениях — уменьшение цены и повышение эффективности.

Солнечные элементы, изготовленные по технологии PERC имеют эффективность более 20%. Это обеспечивает им преимущество по сравнению с обычными кремниевыми солнечными элементами p-типа, которые имеют КПД около 17-19%.

Эта разница в эффективности добавляет 3-5 Вт номинальной мощности для PERC модуля с 60 солнечными элементами по сравнению с обычным солнечным модулем.

Кроме более высокой эффективности, солнечные элементы PERC потенциально имеют и экономическое преимущество. Однако, для того, чтобы PERC модули стали дешевле обычных,  потребуется существенное увеличение производственных мощностей.

В нашем ассортименте тоже есть солнечные модули PERC. В настоящее время это монокристаллические и поликристаллические модули Seraphim Eclipse.

Почему PERC будет доминирующей технологией солнечных элементов?

Прогнозируемые доли производства солнечных элементов различных типов
Прогнозируемые доли производства солнечных элементов различных типов.

Так как PERC совместим с существующим оборудованием для производства  технологией, переход на новую технологию для производителей будет несложным. Прогнозы производства солнечных элементов различного типа приведены выше на графике (Источник).

Много азиатских производителей, таких как JA Solar, Trina Solar, NeoSolar, Gintech, Hanwha Q Cells и Suntech, уже обновили свои производственные линии или находятся в процессе модернизации.

Какие азиатские производители обладают технологией PERC?

Solarworld в июле 2015 анонсировал, что имеет самые большие мощности PERC в мире. Его мощности составляют сейчас 800 МВт.

Для такой компании, как Solarworld имеет смысл увеличивать мощности по изготовлению высокоэффективных солнечных элементов, т.к. они ориентированы на рынки с высоким ASP (average selling price — средняя цена продажи).

Участникам рынка не требуется много ума, чтобы понять, что скоро азиатские производители достигнут и превысят этот объем производственных мощностей.

JA Solar — PERCIUM solar cells

Ожидаемый объем производства JA Solar’s PERCIUM solar cells — 350 МВт  в 2015, и это только малая часть от планируемых 3.6-4.0 ГВт (PV-Tech).

Эта компания достигла средней эффективности солнечных элементов в 20.4%. JA Solar начала маркетинг своих солнечных панелей с 60 элементами PERCIUM в 2014 году на рынках Японии, Великобритании, Китая и Германии.

Suntech — HYPRO Solar Cells

Компания  Shunfeng, владелец торговой марки Suntech, также инвестирует в производственную линию для PERC солнечных элементов.

Первые солнечные модули Hypro вышли  в июле 2015 и Suntech начал поставлять высокоэффективные солнечные панели для своих первых проектов.

Модули Suntech из 60 элементов имеют мощность 290Вт и максимальный КПД 20.5%, а модуль с 72 элементами вырабатывает 345Вт.

Trina Solar – Honey M Plus

В начале 2015 Trina Solar запустило в производство моно и поли PERC солнечные модули под названием Honey Plus. Монокристаллический модуль называется Honey M Plus.

Поликристаллический Honey Plus имеют эффективность 18.7%, модуль из 60 элементов достигает мощности 275 Вт, в то время как монокристаллический Honey M Plus имеет эффективность 20.4%, с мощностью  60-элементногоо модуля в  285Вт (Trina).

Trina Solar заявляет, что она предлагает солнечные элементы Honey Plus PERC с 5 токосъемными шинами на фронтальной стороне, что немного уменьшает сопротивление токосъема и увеличивает надежность солнечного элемента.

Почему солнечный элемент с 5 шинами более надежен? Основной эффект имеет место от уменьшения площади неактивных зон в случае появления микротрещин.

Jinko Solar — модули Eagle+

В мае 2015 Jinko Solar запустила новую линию по производству PERC солнечных элементов в  Penang, Малайзия. Объем производства анонсирован в 500 МВт для элементов и 450 МВт для модулей (Jinko Solar).

Jinko объявило, что разработало в своей лаборатории высокоэффективный модуль с 60 элементами мощностью  306.9 Вт. Однако, серийные модули пока имеют мощность намного ниже.

Почему PERC технология улучшает работу солнечного элемента?

Солнечные элементы PERC имеют дополнительный слой на задней стороне элемента. Этот дополнительный слой называется dielectric passivation layer (DPL).

Устройство обычного кремниевого солнечного элемента
Устройство PERC солнечного элемента
Различия обычного и PERC солнечного элемента
Различия обычного и PERC солнечного элемента

Есть 3 основные причины, почему диэлектрический пассивированный слой увеличивает эффективность солнечного элемента: 

  1. Дополнительный DPL уменьшает рекомбинацию электронов:
    Рекомбинация электронов в общем случае блокирует свободное перемещение электронов в солнечном элементе, что означает, что он не может достигнуть максимальной эффективности. В PERC электроны, генерируемые около заднего контакта могут свободно двигаться к эмиттеру  и увеличивать генерируемый ток.
  2. Дополнительный диэлектрически пассивированный слой увеличивает способность солнечного элемента «ловить» солнечный свет:
    Диэлектрический слой отражает свет, прошедший сквозь солнечный элемент. Этот отраженный свет генерирует дополнительный ток в солнечном элементе.
  3. 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:
    Кремниевые солнечные элементы не поглощают свет с длиной волны более 1180 нанометров. В обычных солнечных элементах этот свет абсорбируется задним металлизированным слоем и преобразуется в тепло.
    Почему увеличивается КПД PERC элемента?
    PERC элемент отражает часть солнечного света от диэлектрического слоя

    Как известно, нагрев снижает эффективность солнечных элементов. Диэлектрический пассивированный слой отражает свет с длиной волны более 1180 нм за пределы солнечного элемента и помогает солнечному элементу работать более эффективно за счет меньшего нагрева.

Как солнечный элемент генерирует электричество?

Принцип работы солнечного элемента
Принцип работы солнечного элемента

Стандартный кремниевый кристаллический солнечный элемент состоит из 2 слоев с различными электрическими свойствами. Эти 2 слоя называются база и эмиттер. Место, где эти два слоя соединяются между собой, называется p-n переход.

Электрическое поле генерируется именно в переходе. Отрицательно заряженные электроны движутся к эмиттеру от перехода. Когда на элемент воздействует солнечный свет, фотоны выбивают электроны из атомов кремния. Эти электроны свободно могут перемещаться по слою кремния. Однако, электроны формируют электрический ток только если они достигают перехода между эмиттером и базой. Как только они достигают перехода, они перескакивают переход (точнее, его потенциал) и образуют разность потенциалов в солнечном элементе. Подробнее…

Различные длины волн света

Короткие длины волн (голубой свет) в основном генерируют электроны около поверхности солнечного элемента, а длинные длины волн (красный свет) генерируют электроны в задней части солнечного элемента. Часть длинноволнового спектра проходит сквозь кремний без генерации электронов.

Здесь возникает разница с солнечным элементом с PERC.

Как PERC элемент преобразует свет с разной длиной волны?

PERC увеличивает КПД солнечного элемента за счет дополнительного  преобразования длинноволнового спектра света. Такого света обычно больше утром и вечером (когда свет проходит через атмосферу под углом) или во время облачных дней. 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 ведет к полезному использованию дополнительной порции красного света, особенно утром, вечером и в облачную погоду.

Источники:
  1. Sinovoltaics
  2. PV-Tech
  3. Suntech
  4. Solarworld
  5. Trina Solar
  6. Jinko Solar
  7. solarchoice.net.au

Эта статья прочитана 619 раз(а)!

Продолжить чтение

  • 10000
    Фотоэлектрический эффект Для генерации электричества от солнца вам нужен солнечный модуль, который состоит из одного или многих солнечных фотоэлектрических элементов. Когда на солнечный элемент падает солнечных свет, материал солнечного элемента поглощает часть солечного света (фотоны). Каждый фотон имеет малое количество…
  • 10000
    Фотоэлектричество Остальные Вопросы и ответы...
  • 10000
    Солнечные элементы Структура солнечного элемента из кремния 1. свет (фотоны)   2. лицевой контакт  3. отрицательный слой 4. переходной слой  5. положительный слой  6. задний контакт Солнечные элементы (СЭ) изготавливаются из материалов, которые напрямую преобразуют солнечный свет в электричество. Большая часть из коммерчески выпускаемых…
Реклама

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *