Kilde: sinovoltaics
PERC: både effektivitetsforøgelse og omkostningsreduktion
Når det kommer til forskning og udvikling, er der to indlysende fokuspunkter i vores branche: omkostningsreduktion og effektivitetsforøgelse.
Med effektivitet, der passerer 20% + -mærket, har PERC solcelleteknologi sikkert en fordel i forhold til konventionelle P-type Si solceller, som kun producerer omkring 18-19%.
Effektivitetsgevinsterne ved PERC-teknologien betyder en effektforøgelse på 5-10W for et 60-celle monomodul. Ud over højere effektivitet vil PERC-solcelleteknologi også have en omkostningsfordel. Dette forudsætter dog, at der er installeret tilstrækkelig PERC-produktionskapacitet, og produktionen er blevet ramlet op. Og ja .. fabrikkerne i Asien har rammet op deres PERC kapacitet.
Hvorfor vil PERC være den dominerende solcelle teknologi
Da PERC er kompatibel med eksisterende skærmudskrivningsudstyr, er det ret nemt for manufaturers at opgradere deres eksisterende produktionslinjer.
Mange asiatiske producenter, som JA Solar, Trina Solar, NeoSolar, Gintech, Hanwha Q Cells og Suntech, har allerede opgraderet deres produktionslinjer, og flere andre er ved at gøre det. Desuden er prominente PV-produktionsmaskiner, som Meyer Burger og Centrotherm, involveret i fremstillingen af PERC-celleproduktionsudstyr.
Hvad er de største asiatiske producenter med PERC solcelle teknologi
Solarworld meddelte i juli 2015, at den i øjeblikket ejer den største PERC-celleproduktionskapacitet i verden. Dens nuværende celleproduktionskapacitet nåede 800MW.
For et firma som Solarworld er det fornuftigt at udvide deres produktionseffekter med høj effektivitet, da de primært fokuserer på High ASP (gennemsnitlige salgspris) markeder.
Industrikyndige indser, at det ikke vil vare længe før de lavere omkostninger, asiatiske producenter vil indhente og overgå denne kapacitet. Faktisk ser vi på tidspunktet for skrivningen, at de store kinesiske producenter ekspanderer PERC kapacitet hurtigt:
JA Solar - PERCIUM solceller
Den forventede produktionskapacitet af JA Solar's PERCIUM solceller er 350MW i 2015, hvilket kun er en lille del af den samlede forventede salgskapacitet på 3,6-4,0 GW (PV-Tech).
Virksomheden har nået en gennemsnitlig konverteringseffektivitet på 20,4%. JA Solar begyndte at markedsføre sine PERCIUM 60-celles solpaneler allerede i 2014, hovedsagelig på japanske, britiske, israelske, kinesiske og tyske markeder.
Suntech - HYPRO Solar Cells
Godt at se, at Shunfeng, ejeren af Suntech-mærket, også investerer i opgraderede produktionslinjer ved Suntech og har implementeret PERC solcelle teknologi.
Den første Hypro-modul produktionslinje kom online i juli 2015, og Suntech er begyndt at sende høj effektivitetsmoduler til sine første projekter. Suntechs 60cell, 290W moduler når en max. af 20,5% konverteringseffektivitet, og dets 72 cell Hydro-modul producerer 345W.
Trina Solar - Honey M Plus
I begyndelsen af 2015 lancerede Trina Solar både et poly og mony PERC solmodul, kaldet Honey Plus. Monomodulet hedder Honey M Plus. Poly Honey Plus nåede en effektivitet på 18,7%, 60cell når 275W, mens Honey M Plus har en konverteringsevne på 20,4%, hvilket gør et 60cell-modul 285W (Trina).
Trina Solar siger, at det tilbyder Honey Plus PERC solceller med fem-busbar frontside kontakter, som lidt sænker modstanden og øger pålideligheden. Hvorfor ville en 5 busbar solcelle være mere pålidelig? Hovedårsagen er, at det reducerer effekten af inaktive dele af en solcelle i tilfælde af mikro revner.
Jinko Solar - Eagle + moduler
Maj 2015 åbnede Jinko Solar et nyt PERC-celle- og modulfabrik i Penang, Malaysia. Solcellekapaciteten blev annonceret til 500MW og PV-modulets kapacitet 450MW (Jinko Solar). Jinko meddelte for nylig, at det producerede et højt effektivitetsmodul på 60 celler, 306,9W i laboratoriet, men regelmæssig fremstillingseffektivitet synes langt under denne produktion.
Hvordan forbedrer PERC-celleteknologi solpanelets ydeevne?
Som forklaret er PERC solceller designet med et ekstra lag i bunden af solcellen. Dette ekstra lag hedder det dielektriske passiveringslag.
Konventionelle silicium solcelle design
PERC solcelle design
Der er tre hovedårsager til, at det dielektriske passivationslag bidrager til effektivitetsforøgelsen:
1. Det ekstra dielektriske passivationslag reducerer elektronrekombination:
Elektronrekombination er tendensen af elektroner til at rekombinere og blokere i grunden elektronerne fra frit strømning gennem solcellen, hvilket betyder, at den ikke kan nå sin potentielle effektivitet. Elektroner, der er frembragt nær solcellens bagside, er nu fri til at bevæge sig op til emitter og bidrage til mere elektrisk strøm.
2. Det ekstra dielektriske passivationslag øger solcellernes evne til at opfange lys:
Det dielektriske lag afspejler det lys, der passerer gennem solcellen uden at generere nogen elektroner. Ved at afspejle dette lys får fotonen større mulighed for at generere elektrisk strøm.
3. Det ekstra dielektriske passivationslag afspejler bølgelængder over 1180 nm ud af solcellen, der normalt skaber varme:
Siliciumplader stopper absorberende bølgelængder over 1180 nm. I normale solceller absorberes sådanne bølgelængder let ved hjælp af bagsiden metallisering og omdannes til varme.
Sammenligning PERC solcelle og standard solcelle
Som du ved, reducerer varmen solcellerens konverteringseffektivitet. Det dielektriske passivationslag afspejler bølgelængder over 1180 nm ud af solcellen og hjælper solcellen til at arbejde mere effektivt ved at opretholde køligere temperaturer.
Anmeldelse: Hvordan produceres elektricitet fra en solcelle?
En konventionel krystallinsk silicium (c-Si) solcelle består af to lag med forskellige elektriske egenskaber. De to lag hedder basen og emitteren. Det punkt, hvor basen og emitteren mødes kaldes interface.
Der genereres et elektrisk felt, hvor de to lag berører - dette punkt kaldes grænsefladen. Grænsefladen trækker negativt ladede elektroner ind i emitteren, når først grænsefladen er nået.
Når lys kommer ind i solcellen, frigives elektronerne fra siliciumatomerne. Når elektronerne frigives, kan de rejse frit gennem siliciumpladen. Men elektronerne vil kun bidrage til den elektriske strøm, hvis de når grænsefladen mellem emitteren og bunden.
Forskellige typer af bølgelængder
Kortere bølgelængder (blå lys) genererer hovedsagelig elektroner nær solcellefronten, mens de længere bølgelængder (rødt lys) vil danne elektroner på bagsiden af cellen. Nogle af de længere bølgelængder vil passere gennem waferen uden at generere nogen strøm.
Det er her det dielektriske lag på bagsiden af solcellen gør forskellen.
Hvordan PERC-celleteknologi fanger forskellige bølgelængder
Solen udsender lys i forskellige bølgelængder, og når lyset når siliciumcellestrukturen, genererer det elektroner på forskellige niveauer af solcellestrukturen.
PERC-teknologien øger cellens evne til at fange længere bølgelængder. De længere bølgelængder er især til stede om morgenen og aftenen (sol under en vinkel) eller i overskyet dage.
Blåt lys med kortere bølgelængder absorberes af atmosfæren i disse tider, da den skal rejse en længere vej for at nå Jordens overflade. Rødt lys absorberes mindre let af Jordens atmosfære.
Derfor er hovedårsagen til, at PERC-teknologien viser bedre energiudbytte, det reflekterende dielektriske lag på solcellernes bagside, som hjælper med at absorbere mere rødt lys, selv om morgenen, aftenen eller i det overskyede vejr.