چرا PERC غلبه فن آوری سلول خورشیدی سیلیکون

- Jul 03, 2019-

منبع: sinovoltaics

 

Standard solar cell vs PERC solar cell



PERC: هر دو افزایش کارایی و کاهش هزینه

 

هنگامی که به تحقیق و توسعه می آید، دو نقطه مشخص تمرکز در صنعت ما وجود دارد: کاهش هزینه و افزایش کارایی.

با بهره وری که از علامت 20٪ + عبور می کند، فناوری PERC سلول خورشیدی مطمئنا دارای مزیت نسبت به سلول های خورشیدی معمولی P-type Si است که فقط 18 تا 19 درصد تولید می کنند.

 

افزایش بهره وری از تکنولوژی PERC موجب افزایش قدرت 5 تا 10 وات برای یک مانوئل 60 سلولی می شود. علاوه بر راندمان بالاتر، فناوری PERC سلول خورشیدی نیز به طور بالقوه دارای مزیت هزینه است. با این وجود، لازم است که ظرفیت تولید PERC به اندازه کافی نصب شده و تولید افزایش یافته باشد. و بله .. کارخانه های آسیا ظرفیت PERC خود را افزایش داده اند ..

 

چرا PERC فن آوری سلولی خورشیدی است

 

همانطور که PERC سازگار با تجهیزات چاپی موجود است، تولید کنندگان برای ارتقاء خطوط تولید موجود بسیار آسان هستند.

 

بسیاری از تولیدکنندگان آسیایی مانند JA Solar، Trina Solar، NeoSolar، Gintech، Hanwha Q Cells و Suntech خطوط تولید خود را به روز رسانی کرده اند و چندین نفر دیگر هم این کار را انجام داده اند. علاوه بر این، تامین کنندگان تجهیزات برجسته تولید کننده انرژی مانند مایر برگر و Centrotherm در ساخت تجهیزات تولید سلول PERC شرکت می کنند.

 

تولید کنندگان آسیایی اصلی با تکنولوژی PERC سلول خورشیدی هستند

 

Solarworld در ژوئیه 2015 اعلام کرد که در حال حاضر دارای بزرگترین ظرفیت تولید سلول PERC در جهان است. ظرفیت تولید سلول فعلی آن به 800 مگاوات رسید.

 

برای یک شرکت مانند Solarworld، به نظر می رسد که خطوط تولید بالای کارآیی خود را گسترش دهد؛ زیرا آنها عمدتا بر روی بازارهای بالا ASP (میانگین فروش قیمت) تمرکز می کنند.

 

شرکت های داخلی متوجه می شوند که پیش از کاهش هزینه ها، تولید کنندگان آسیایی از این ظرفیت فرار نخواهند کرد. در حقیقت، در زمان نوشتن ما تولید کنندگان عمده چین را در حال گسترش سریع ظرفیت PERC می بینیم:

 

JA Solar - سلول های خورشیدی PERCIUM

ظرفیت تولید مورد انتظار سلول های خورشیدی PERCIUM JA Solar در سال 2015 350 مگاوات است که تنها بخشی کوچک از مجموع ظرفیت فروش 3.6-4.0 GW (PV-Tech) می باشد.

 

این شرکت به میزان متوسط بازدهی 20.4٪ رسیده است. JA Solar شروع به فروش سلولهای خورشیدی PERCIUM 60 خود در سال 2014 در بازارهای ژاپنی، انگلیسی، اسرائیل، چینی و آلمان کرده است.

 

Suntech - سلول های خورشیدی HYPRO

خوب است بدانید که Shunfeng، صاحب نام تجاری Suntech، همچنین در خطوط تولید ارتقا یافته Suntech سرمایه گذاری می کند و فن آوری PERC سلول های خورشیدی را به کار گرفته است.

 

اولین خط تولید Hypro ماژول در ماه ژوئیه 2015 به صورت آنلاین عرضه شد و Suntech از اولین ماژول های کارآیی خود برای اولین پروژه های خود راه اندازی کرده است. ماژول های 60 سلولی Suntech و 290 وات حداکثر. از بهره وری تبدیل 20.5٪، و 72 مگاهرتز Hydro ماژول 345W تولید می کند.

 

Trina Solar - Honey M Plus

در اوایل 2015 Trina Solar هر دو مولکول خورشیدی PERC را به نام Honey Plus راه اندازی کرد. ماژول mono Honey M Plus نام دارد. Poly Honey Plus به کارایی 7/18 درصد رسیده است، 60 سل به 275W می رسد، در حالی که Honey M Plus دارای قابلیت تبدیل 4/20 درصد است که یک ماژول 60 سلولی 285 وات (Trina) را تولید می کند.

 

Trina Solar می گوید که این سلول های خورشیدی Honey Plus PERC را با تماس های پیشانی 5 باندی ارائه می دهد که کمی کاهش مقاومت و قابلیت اطمینان را افزایش می دهد. چرا یک سلول خورشیدی 5 اتوبوس قابل اعتماد تر است؟ دلیل اصلی این است که اثر بخش های غیر فعال از یک سلول خورشیدی را در مورد ترک های کوچک کاهش می دهد.

 

Jinko Solar - ماژول عقاب +

در ماه مه سال 2015، Jinko Solar یک تاسیسات جدید سلول و ماژول PERC را در Penang، مالزی، افتتاح کرد. ظرفیت سلول خورشیدی 500 مگاوات اعلام شد و ظرفیت ماژول PV 450MW (Jinko Solar) اعلام شد. جینکو اخیرا اعلام کرد که در آزمایشگاه خود یک کارآیی 60 سلولی، 306.9 وات با کارایی بالا تولید می کند، اما کارایی تولید به طور منظم به پایین تر از این خروجی به نظر می رسد.

 

فن آوری سلول PERC چگونه عملکرد صفحه نمایش خورشیدی را بهبود می بخشد؟

 

همانطور که قبلا توضیح داده شد، سلولهای خورشیدی PERC با یک لایه اضافی در پایین سلول خورشیدی طراحی شده اند. این لایه اضافی لایه ی passivation dielectric نامیده می شود.


1

طراحی سلول خورشیدی سیلیکونی متعارف

 

2

طراحی سلول خورشیدی PERC

 

سه دلیل عمده وجود دارد که چرا لایه گذرنده دی الکتریک باعث افزایش کارایی می شود:  

 

1     لایه گذرنده دی الکتریک اضافی نوترکیب الکترون را کاهش می دهد:
نوترکیب الکترونی تمایل الکترونها به نوبه خود است و اساسا الکترونها را از آزادانه جریان می دهد از طریق سلول خورشیدی، که بدین معنی است که نمی تواند به کارایی بالقوه خود برسد. الکترونهایی که در نزدیکی پشت سلول خورشیدی تولید می شوند، در حال حاضر آزاد هستند تا حرکت کنند امتداد و کمک به جریان بیشتر برق.

 

2     لایه گذرنده دی الکتریک اضافی باعث افزایش توانایی سلول خورشیدی در جذب نور می شود.
لایه دی الکتریک نور را نشان می دهد که از طریق سلول خورشیدی عبور می کند بدون ایجاد هر الکترون. با بازتاب این نور، فوتون ها فرصت بیشتری برای تولید جریان الکتریکی فراهم می کنند.

 

 

3     لایه Passivation اضافی دی الکتریک از طول خورشید از خورشید 1180 نانومتر بازتاب می دهد که به طور معمول حرارت ایجاد می کند:
ویفر سیلیکون جذب طول موج های بالاتر از 1180 نانومتر را متوقف می کند. در سلول های خورشیدی طبیعی، چنین طول موج ها به وسیله فلزی شدن پشتی جذب می شوند و به گرما تبدیل می شوند.


3

مقایسه سلول خورشیدی PERC و سلول خورشیدی استاندارد

 

همان طور که می دانید، گرما کارایی تبدیل سلول خورشیدی را کاهش می دهد. لایه پاسسیوی دی الکتریک از طول موج های 1180 نانومتری خارج از سلول خورشیدی انعکاس می یابد و به سلول خورشیدی کمک می کند تا با حفظ دمای خنک تر کارآیی بیشتری داشته باشد.

 

بررسی: چگونه برق از یک سلول خورشیدی تولید می شود؟

 

سلول خورشیدی سیلیسیم سیلیکون معمولی (c-Si) شامل دو لایه با خواص الکتریکی مختلف است. دو لایه پایه و امیتر نامیده می شود. نقطه ای که پایه و فرستنده را ملاقات می کند، نامیده می شود.

یک میدان الکتریکی تولید می شود که در آن دو لایه لمس می شوند - این نقطه رابط است. این رابط، زمانی که رسیدن به رابط، الکترونها را به اتمسفر منفی متصل می کند.

 

هنگامی که نور وارد سلول خورشیدی می شود، الکترون ها از اتم های سیلیکون آزاد می شوند. وقتی الکترون ها آزاد می شوند، می توانند آزادانه از طریق ویفر سیلیکون حرکت کنند. با این وجود، الکترون ها تنها در جریان الکتریسیته قرار می گیرند اگر به رابط، بین فرستنده و پایه برسند.

   

انواع طول موج های مختلف

 

طول موج کوتاه (نور آبی) به طور عمده الکترون ها را در نزدیکی قسمت جلو سلول خورشید تولید می کند، در حالی که طول موج های طولانی (نور قرمز) الکترون ها را در پشت سلول تولید می کند. بعضی از طول موج های طولانی از طریق ویفر عبور می کنند بدون ایجاد جریان.

 

این جایی است که لایه دی الکتریک در پشت سلول خورشیدی باعث اختلاف می شود.

 

تکنولوژی سلول PERC چندین طول موج دارد

 

نور خورشید در طول موج های مختلف منتشر می شود و زمانی که نور به ساختار سلولی سیلیکون می رسد، الکترون ها را در سطوح مختلف ساختار خورشیدی تولید می کند.

 

تکنولوژی PERC توانایی سلول را برای گرفتن طول موج های بیشتر افزایش می دهد. طول موج های بلندتر مخصوصا در صبح و شب (خورشید زیر یک زاویه) یا در طول روزهای ابری وجود دارد.

 

نور آبی، با طول موج های کوتاه، توسط جو در این زمان جذب می شود، به عنوان آن را به سفر طولانی تر برای رسیدن به سطح زمین است. نور قرمز کمتر توسط جو زمین جذب می شود.

 

بنابراین علت اصلی این که تکنولوژی PERC نشان می دهد که تولید انرژی بهتر است، لایه دی الکتریک بازتابنده در پشت سلول های خورشیدی است که کمک می کند تا نور قرمز بیشتری را جذب کند، حتی در صبح، شب و یا در طول آب و هوای ابری.