(067) 468-68-36
(067) 468-68-36
(093) 468-68-36

Прием звонков:

Пн-Пт9:00-18:00
Сб-ВсВыходной

Технологія PERC: які вигоди отримає користувач

17/04/2018
Основні дослідження в області сонячної енергетики можна розділити на два основних напрямки - зниження вартості сонячних батарей за рахунок зменшення витрат на виробництво і підвищення ефективності генерації електрики фотоелектричними елементами. Технологія PERC (абревіатура від англійського Passivated Emitter Rear Contact, що перекладається як «пасерований емітер задній контакт») - один з найбільший проривів за останні роки в області підвищення ефективності генерації електрики в сонячних батареях. Її впровадження дозволило підняти значення ККД сонячної батареї більше 20%, в той час як кремнієві сонячні елементи, виготовлені за звичайною технологією, мають показники 17-19%.
 
Щоб зрозуміти суть технології, коротко розглянемо принцип роботи фотоелектричного елемента. Він являє собою напівпровідник, що складається з двох шарів з різними властивостями (р-шар і n-шар). Під впливом сонячного світла відбувається утворення вільних зарядів, які, долаючи p-n перехід, утворюють електричний струм. У сонячних елементах для знімання струму на лицьовій панелі наносяться тонкі доріжки, а вся тильна сторона покривається шаром алюмінію, який виконує роль контактора по всій задній поверхні кремнію. При виробництві сонячних панелей з використанням PERC-технології, між шаром алюмінію і кремнієм наноситься діелектричний шар. Щоб забезпечити електропровідність, в шарі діелектрика за допомогою лазера робляться мікроотвори.
 
Використання технології PERC дозволяє збільшити потужність стандартної сонячної батареї, що складається з 60 фотоелектричних модулів, в середньому на 3-5 Вт. Це виходить за рахунок комбінації трьох факторів.
 
Збільшення обсягів поглинається сонячної енергії
 
Шар діелектрика, нанесений на задню частину фотоелектричного модуля, відбиває сонячне світло, що пройшло через сонячний елемент. В результаті сонячна енергія повертається назад, всередину шарів напівпровідника, викликаючи появу додаткових вільних заряджених частинок - дірок і електронів. В результаті зростає кількість згенерованої електрики.
 
Ще один фактор, з яким пов'язане зростання вироблення електрики при використанні PERC-технології - це особливості впливу на напівпровідник випромінювання сонячного спектра з різною довжиною хвилі. Наприклад, короткі хвилі (синій спектр) найбільш активно проявляють ефект фотоемісії в передній області фотоелемента. Чим глибше вони проникають всередину провідника, тим менше вони викликають генерацію заряджених частинок. У той же час довгі хвилі практично не викликають появи дірок і електронів в граничної області, максимум їх ефективності доводиться на тильні області сонячного елемента.
 
При традиційній технології ККД довгохвильової частини спектра виявляється дуже і дуже незначним - задній алюмінієвий контакт поглинає практично всю енергію. Шар діелектрика відображає довгі хвилі знову всередину напівпровідника, завдяки чому в глибинних областях осередка, в районі тильного контакту, відбувається активна додаткова генерація електронів. Особливо відчутна прибавка вироблення електрики за рахунок підвищення поглинання довгохвильового випромінювання в похмуру погоду, а також в ранковий і вечірній час. В цей час велика частина коротких хвиль, що відносяться до синього сету (довжина хвилі в діапазоні 450 - 490 нм) практично не проходить атмосферу. Це пов'язано з тим, що хвилях короткохвильового діапазону доводиться долати більшу відстань, ніж довгим хвилям, тому вони майже повністю поглинаються в шарах земної атмосфери.
 
Зниження нагріву сонячного елемента
 
Нагрівання сонячних елементів призводить до різкого зниження обсягів генерації електроенергії. В результаті в моменти найбільшої сонячної активності виробництво електроенергії сонячними батареями починає знижуватися, замість того, щоб збільшуватися.
 
У сонячних батареях, виготовлених за традиційною технологією, нагрів сонячних модулів викликає довгохвильовий спектр (червоне світло) сонячного випромінювання. Як вже було розглянуто вище, світлові хвилі, чия довжина перевищує 1180 нанометрів, проходять через весь обсяг напівпровідника, практично не втрачаючи енергії на утворення вільних заряджених частинок. В результаті практично повністю вся енергія, яка переноситься цими довгими хвилями, поглинається заднім шаром алюмінію і перетворюється в тепло. Діелектричний шар відбиває велику частину енергії, яку переносять довгі хвилі, назад всередину напівпровідника, тому тильний алюмінієвий шар нагрівається незначно. Що, в свою чергу, не викликає втрат генерації електрики за рахунок нагріву фотоелектричного модуля.
 
Спрямування електронів в зону p-n переходу
 
Як вже зазначалося вище, в кремнієвих елементах сонячних батарей, виготовлених за стандартною технологією, довгохвильове випромінювання не бере участь в генерації електрики, практично повністю переходячи в тепло за рахунок поглинання тиловим алюмінієвим шаром. Електрон, вибитий сонячним кольором, може хаотично пересуватися по всьому об'єму діелектрика. У досить великій кількості випадків він починає рух не в сторону p-n переходу (тільки ті частки, що подолали p-n перехід, генерують електричний струм), а в протилежну сторону. В результаті вони просто поглинаються тильним контактом елемента - цей процес називається рекомбінацією. Нанесення діелектричного шару призведе до того, що вільні електрони, відбившись від нього, будуть направлятися до p-n переходу, викликаючи тим самим додаткове виробництво електрики.
 
Теоретичні основи PERC-технології були розроблені ще в 1984 голу вченими австралійського університету з Південного Уельсу. Але знадобилося майже 30 років, щоб технологія отримала своє промислове втілення. Так як в цілому технологія виявилася сумісна з традиційними методами виробництва сонячних батарей, всі провідні азіатські виробники - Trina Solar, JA Solar, NeoSolar, Suntech, Hanwha Q Cells і Gintech, оновивши технологічні лінії, вже почали активний випуск інноваційного обладнання для сонячних станцій. Незважаючи на те, що вартість сонячних батарей, виготовлених по PERC-технології, трохи вище, в цілому витрати користувача за рахунок більш високої потужності обладнання, окупляться протягом досить короткого часу. Крім того, придбати сонячні батареї з PERC-технологією рекомендується користувачам, які відчувають дефіцит площі для встановлення обладнання - перш за все, мова йде про дахові сонячні електростанції. Адже їх установка дозволить отримати набагато більше потужності з одиниці площі, ніж при монтажі дешевших, але малопотужних сонячних батарей.

Комментарии

Сообщения не найдены

Написать отзыв