1. Wat betekent PERC?
Letterlijk staat het voor Gepassiveerde zender en achterste cel. Je vindt ook de term Gepassiveerde zender en achtercontact.

2. Wat is het?
PERC-celtechnologie definieert een zonnecelarchitectuur die verschilt van de standaard celarchitectuur die al drie decennia in gebruik is en die meestal in alle fotovoltaïsche handleidingen voorkomt.

Vanaf vandaag volgt de overgrote meerderheid van de geproduceerde kristallijne zonnecellen de structuur die hieronder wordt gepresenteerd.

Van boven naar achter:
– gezeefdrukte zilverpasta om de contacten te vormen
- Anti-reflecterende coating
– met fosfor gediffundeerde, met borium gedoteerde siliciumwafels die de
P-N kruising
– aluminium Back Surface Field (Al-BSF)
- gezeefdrukte aluminiumpasta

Het doel van wetenschappers is om het meeste uit elektronen te halen zonnepanelen, maakt de PERC-architectuur het in wezen mogelijk om de lichtopname nabij het achteroppervlak te verbeteren en de opname van elektronen te optimaliseren.

3. PERC en PERC?

Onder de afkorting PERC vinden we eigenlijk ook de zonneceltechnologieën PERL, PERT, PERF. Zelfs als ze aanvankelijk niet in de nomenclatuur van PERC werden opgenomen, worden ze nu meestal beschouwd als onderdeel van dezelfde familie

4. Wat is het belang van de technologie?
Het belangrijkste voordeel van de PERC-celstructuur is dat het fabrikanten in staat stelt hogere rendementen te behalen dan met standaard zonnecellen die hun fysieke limieten bereiken. Met de huidige stand van de techniek is het mogelijk om tot 1% absolute efficiëntiewinst te behalen. Hoewel er meer stappen in het fabricageproces zijn, zorgt de winst in efficiëntie voor kostenverlaging, ook op systeemniveau. We moeten altijd in gedachten houden dat de Heilige Graal is om de efficiëntie te verbeteren en tegelijkertijd de kosten te verlagen. En het verbeteren van de efficiëntie van zonnecellen draagt bij aan het verlagen van de kosten.
Dus deze celarchitectuur wordt beschouwd als een van de beste mogelijkheden voor het produceren van hoogrenderende zonnepanelen tegen concurrerende prijzen.

5. Is het nieuw?
De PERC-architectuur is eigenlijk helemaal niet nieuw. De eerste evocatie van de technologie gaat terug op de Universiteit van Nieuw-Zuid-Wales in Australië in 1983 en het eerste artikel [1] is gepubliceerd in 1989. Omdat dit celconcept het beste potentieel bood om een hoge efficiëntie te bereiken, gebruikte de UNSW het om zijn meerdere wereldrecords van efficiëntie te behalen die het bijna 25% opleverde [2]. De twee andere concurrerende technologieën waren de Back Contact-technologie, gepopulariseerd door Sunpower, en de HIT-technologie gecommercialiseerd door Panasonic.

6. Waarom nu?
Het is interessant om te onderstrepen dat de standaard zonnecelarchitectuur al sinds het midden van de jaren 80 in gebruik is. Sindsdien is de technologie stapsgewijs verbeterd, met betere pasta's om frontcontacten te vormen, dunnere contactvingers, geoptimaliseerde antireflectiecoating... Het kostte de industrie bijna 30 jaar om de efficiëntie die op onderzoeksniveau werd bereikt, bijna in te halen.
De volgende grafiek vat de historische zoektocht van de zonne-industrie samen om haar technologie te verbeteren.

Zoals eerder vermeld, is er altijd een kloof tussen de prestaties die op onderzoeksniveau worden behaald en wat in massaproductie op industrieel niveau wordt bereikt. Dus als PERC-celtechnologie nu opduikt, is dat vooral om economische redenen. De industrie moet inderdaad altijd compromissen sluiten om tot economisch en technisch haalbare concepten te komen. Gedurende 30 jaar waren de gestage incrementele verbeteringen die aan de standaardceltechnologie werden aangebracht, economisch en technisch haalbaar. Nu het standaardconcept zijn grenzen bereikt en er technische knowhow beschikbaar is langs de waardeketen om PERC-technologie te introduceren, kan het een nieuw levensvatbaar platform vormen voor de productie van zonnepanelen met een hoog vermogen en een hoog rendement.
Zoals verwacht door ITRPV, een instantie die een reeks fabrikanten bij elkaar brengt in de verschillende stappen van de waardeketen en die werkt aan technologische trends, zal de PERC-technologie geleidelijk het grootste marktaandeel veroveren. Omdat dit het gevoel van de geschiedenis in de PV-industrie is om beter en beter te worden, zullen de meeste geïnstalleerde panelen vroeg of laat deze technologie bevatten.

7. Biedt PERC-technologie intrinsiek betere prestaties bij zwak licht?

Parallel aan de ontwikkeling van de PERC-technologie hebben we op datasheets argumenten zien verschijnen die verband houden met verbeterde prestaties bij zwak licht. Het is dan legitiem om je af te vragen of die twee feiten verband houden. Hoewel het waar is dat u op PERC gebaseerde modules zult vinden met verbeterde prestaties bij zwak licht, heeft dit niets intrinsiek te maken met de PERC-celtechnologie. Alle celtechnologieën hebben het potentieel om betere prestaties te leveren omstandigheden met weinig licht, en we zullen dit onderwerp behandelen in a volgende blogpost.

8. Uitdagingen met de technologie
Zoals bij elke nieuwe technologie, is de uitdaging achter de PERC-technologie om de technologie te kunnen opschalen en tegelijkertijd het proces te beheersen. Bij United Energy hechten we altijd waarde aan kennishoe en er is zeker om deze cellen te kunnen vervaardigen. Van de uitdagingen met betrekking tot PERC-technologie zijn er twee die gevoeliger zijn voor de eigenaar van een paneel dat met deze technologie is uitgerust.
De eerste is gerelateerd aan door licht geïnduceerde degradatie. LID is dit effect dat ervoor zorgt dat een module een percentage van zijn vermogen verliest na de eerste blootstelling aan licht. Het verklaart waarom fabrikanten met lineaire garanties na het eerste jaar nooit 100% van het vermogen garanderen. Vanwege de hogere dopingniveaus die gewoonlijk worden toegepast in PERC-cellen, is het negatieve effect als gevolg van LID verhoogd met PERC-technologie in vergelijking met standaardcellen met een Al-BSF.
Er is ook een onderwerp rond Potential Induced Degradation. Er zijn talloze artikelen en artikelen geweest die deze vraag opwerpen, en vooral voor polykristallijne PERC. Het is niet triviaal dat een dergelijk defect de prestaties van een energiecentrale volledig kan schaden. De beste aanbeveling die we met betrekking tot dit probleem kunnen doen, is ervoor te zorgen dat de modules die u levert het certificaat volgens IEC TS 62804 voor PID-weerstand krijgen en dat er vertrouwen is in de consistentie die de fabrikant toepast op zijn materiaalkeuze en processen om zijn de productie is PID-vrij.

Bronnen

[1]: AWBlakers, A.Wang, AMMilne, J.Zhao, MAGreen, 22,8% efficiënte siliciumzonnecel, appl. Fysiek. Lett. 55 (1989) 1363-1365.
[2]: Zhao J; Wang A; Keevers MJ; Groene MA, 2000, Zeer efficiënte PERT-cellen op SEH p-type Si-substraten en PERT-cellen op SHE n-type Si-substraten

[3]: MA Groen, De gepassiveerde zender en achterste cel (PERC): van conceptie tot massaproductie, Materialen voor zonne-energie en zonnecellen 143 (2015) 190–197

[4]: MA Groen, Veertig jaar fotovoltaïsch onderzoek bij UNSW, Tijdschrift en Proceedings van de Royal Society of New South Wales, vol. 148, nrs. 455 & 456, blz. 2-14