1. O que significa PERC?
Literalmente, significa Emissor Passivado e Célula Traseira. Você também encontra o termo Emissor Passivado e Contato Traseiro.

2. O que é?
A tecnologia de célula PERC define uma arquitetura de célula solar que difere da arquitetura de célula padrão que está em uso há três décadas e que geralmente é apresentada em todos os manuais fotovoltaicos.

Atualmente, a grande maioria das células solares cristalinas produzidas segue a estrutura apresentada a seguir.

De cima para trás:
– pasta de prata serigrafada para formar os contatos
- Revestimento anti-reflexo
- wafers de silício dopado com boro difundido com fósforo que formam o
Junção P-N
– Campo de superfície traseira de alumínio (Al-BSF)
– pasta de alumínio serigrafada

O objetivo dos cientistas é obter o máximo de elétrons do células solares, a arquitetura PERC permite essencialmente melhorar a captura de luz perto da superfície traseira e otimizar a captura de elétrons.

3. PERC e PERC?

Sob o acrônimo PERC, também encontramos as tecnologias de células solares denominadas PERL, PERT, PERF. Mesmo que inicialmente não fossem considerados na nomenclatura do PERC, agora são geralmente considerados como fazendo parte da mesma família

4. Qual é o interesse da tecnologia?
A principal vantagem da estrutura da célula PERC é que ela permite que os fabricantes alcancem eficiências mais altas do que com células solares padrão que estão atingindo seus limites físicos. Com o estado atual da tecnologia, é possível atingir até 1% de ganho absoluto de eficiência. Embora existam mais etapas no processo de fabricação, o ganho de eficiência permite a redução de custos, também no nível do sistema. Devemos sempre ter em mente que o Santo Graal é melhorar a eficiência e, ao mesmo tempo, reduzir os custos. E a melhoria da eficiência da célula solar contribui para a redução de custos.
Portanto, esta arquitetura celular é considerada como apresentando um dos melhores potenciais para a produção de painéis solares de alta eficiência a preços competitivos.

5. É novo?
A arquitetura PERC na verdade não é nada nova. A primeira evocação da tecnologia remonta ao Universidade de Nova Gales do Sul na Austrália em 1983 e o primeiro artigo [1] foi publicado em 1989. Como esse conceito de célula oferecia o melhor potencial para alcançar alta eficiência, o UNSW o usou para alcançar seus múltiplos recordes mundiais de eficiência que chegaram perto de 25% [2]. As duas outras tecnologias concorrentes eram a tecnologia Back Contact, popularizada pela Sunpower, e a tecnologia HIT comercializada pela Panasonic.

6. Por que agora?
É interessante sublinhar que a arquitetura padrão da célula solar está em uso desde meados dos anos 80. Desde então, a tecnologia passou por melhorias incrementais, com melhores pastas para formar contatos frontais, dedos de contato mais finos, revestimento anti-reflexo otimizado... Demorou quase 30 anos para a indústria quase alcançar as eficiências alcançadas em nível de pesquisa.
O gráfico a seguir resume a busca histórica da indústria solar para melhorar sua tecnologia.

Como afirmado anteriormente, há sempre uma lacuna entre os desempenhos alcançados no nível da pesquisa e o que é alcançado na produção em massa no nível industrial. Assim, se a tecnologia de células PERC surge agora, é principalmente por razões econômicas. De fato, a indústria deve sempre se comprometer para alcançar conceitos economicamente e tecnicamente viáveis. Durante 30 anos, as constantes melhorias incrementais trazidas para a tecnologia de células padrão foram econômica e tecnicamente viáveis. Agora que o conceito padrão atinge seus limites e que o know-how técnico está disponível ao longo da cadeia de valor para introduzir a tecnologia PERC, pode constituir uma nova plataforma viável para fabricar painéis solares de alta potência e alta eficiência.
Conforme antecipado por ITRPV, organismo que reúne um conjunto de fabricantes nos diferentes escalões da cadeia de valor e que trabalha as tendências tecnológicas, a tecnologia PERC irá progressivamente assumir a maior quota de mercado. Porque este é o sentido da história na indústria fotovoltaica para ficar cada vez melhor, mais cedo ou mais tarde, a maioria dos painéis instalados contará com esta tecnologia.

7. A tecnologia PERC apresenta intrinsecamente melhor desempenho em luz fraca?

Paralelamente ao desenvolvimento da tecnologia PERC, vimos aparecer nas fichas técnicas argumentos relacionados a um melhor desempenho sob luz fraca. É então legítimo questionar se esses dois fatos estão relacionados. Embora seja verdade que você encontrará módulos baseados em PERC com desempenho aprimorado de luz fraca, isso não tem nada a ver intrinsecamente com a tecnologia de célula PERC. Todas as tecnologias celulares têm o potencial de apresentar um desempenho aprimorado sob condições de pouca luz, e abordaremos esse tópico em um próxima postagem no blog.

8. Desafios com a tecnologia
Como para qualquer nova tecnologia, o desafio por trás da tecnologia PERC é ser capaz de ampliar a tecnologia enquanto controla o processo. Na United Energy, sempre valorizamos conhecimentocomo e há definitivamente para poder fabricar essas células. Entre os desafios relacionados à tecnologia PERC, dois são mais suscetíveis de impactar o proprietário de um painel equipado com essa tecnologia.
O primeiro está relacionado com a Degradação Induzida pela Luz. LID é esse efeito que faz com que um módulo perca uma porcentagem de sua potência após a primeira exposição à luz. Isso explica por que os fabricantes com garantias lineares nunca garantem 100% da potência após o primeiro ano. Devido aos níveis de dopagem mais altos comumente aplicados em células PERC, o efeito negativo devido ao LID é aumentado com a tecnologia PERC em comparação com células padrão com Al-BSF.
Há também um tópico sobre potencial de degradação induzida. Tem havido numerosos artigos e artigos levantando esta questão, e especialmente para o PERC policristalino. Não é trivial na medida em que esse tipo de defeito pode prejudicar completamente o desempenho de uma usina. A melhor recomendação que podemos fazer em relação a esse problema é garantir que os módulos que você fornece recebam o certificado de acordo com IEC TS 62804 para resistência PID e que haja confiança na consistência que o fabricante aplica à sua seleção de materiais e processos para garantir sua a produção é livre de PID.

Fontes

[1]: A.W.Blakers, A.Wang, A.M.Milne, J.Zhao, M.A.Green, Célula Solar de Silício 22,8% Eficiente, Ap. Física Deixe 55 (1989) 1363-1365.
[2]: Zhao J; Wang A; Keevers MJ; Green MA, 2000, Células PERT de alta eficiência em substratos de Si tipo p SEH e células PERT em substratos de Si tipo n SHE

[3]: M.A. Green, O Emissor Passivado e a Célula Traseira (PERC): da concepção à produção em massa, Materiais de energia solar e células solares 143 (2015) 190–197

[4]: M.A. Green, Quarenta anos de pesquisa fotovoltaica na UNSW, Journal and Proceedings of the Royal Society of New South Wales, vol. 148, nºs. 455 e 456, pp. 2-14