Waarom gaat PERC Silicium-zonneceltechnologie domineren?

- Jul 03, 2019-

Bron: sinovoltaics

 

Standard solar cell vs PERC solar cell



PERC: zowel efficiëntieverhoging als kostenreductie

 

Als het gaat om R & D, zijn er twee voor de hand liggende aandachtspunten in onze sector: kostenbesparing en verhoging van de efficiëntie.

Met efficiënties die het 20% + -merk passeren, heeft PERC-zonneceltechnologie zeker een voordeel in vergelijking met conventionele P-type Si-zonnecellen, die slechts ongeveer 18-19% produceren.

 

De efficiëntiewinst van PERC-technologie vertaalt zich in een vermogensstijging van 5-10 W voor een monomodule met 60 cellen. Naast een hogere efficiëntie, heeft PERC zonneceltechnologie mogelijk ook een kostenvoordeel. Dit vereist echter dat voldoende PERC-productiecapaciteit is geïnstalleerd en dat de productie is opgevoerd. En ja .. de fabrieken in Azië hebben hun PERC-capaciteit opgevoerd ..

 

Waarom zal PERC de dominante zonneceltechnologie zijn?

 

Omdat PERC compatibel is met bestaande zeefdrukapparatuur, is het voor manufaturers vrij eenvoudig om hun bestaande productielijnen te upgraden.

 

Veel Aziatische fabrikanten, zoals JA Solar, Trina Solar, NeoSolar, Gintech, Hanwha Q Cells en Suntech, hebben hun productielijnen al geüpgraded en verschillende anderen zijn hiermee bezig. Bovendien zijn vooraanstaande leveranciers van PV-productiemachines, zoals Meyer Burger en Centrotherm, betrokken bij de productie van PERC-celproductieapparatuur.

 

Wat zijn de belangrijkste Aziatische fabrikanten met PERC zonneceltechnologie

 

Solarworld heeft in juli 2015 aangekondigd dat het momenteel eigenaar is van de grootste PERC-celproductiecapaciteit ter wereld. De huidige celproductiecapaciteit bereikte 800 MW.

 

Voor een bedrijf als Solarworld is het een beetje logisch om uit te breiden met hun zeer efficiënte productielijnen, omdat ze zich vooral richten op de High ASP (average selling price) -markten.

 

Insiders uit de industrie realiseren zich dat het niet lang zal duren voor de lagere kosten, Aziatische fabrikanten zullen inhalen en deze capaciteit overtreffen. In feite zien we op het moment van schrijven dat de belangrijkste Chinese fabrikanten PERC-capaciteit snel uitbreiden:

 

JA Solar - PERCIUM zonnecellen

De verwachte productiecapaciteit van de PERCIUM-zonnecellen van JA Solar is 350 MW in 2015, wat slechts een klein deel is van de totale verwachte verkoopcapaciteit van 3,6 - 5,0 GW (PV-Tech).

 

Het bedrijf heeft een gemiddelde conversie-efficiëntie van 20,4% bereikt. JA Solar begon zijn PERCIUM 60-cel zonnepanelen reeds in 2014 op de markt te brengen in voornamelijk de Japanse, Britse, Israëlische, Chinese en Duitse markten.

 

Suntech - HYPRO-zonnecellen

Goed om te zien dat Shunfeng, de eigenaar van het merk Suntech, ook investeert in verbeterde productielijnen bij Suntech en PERC zonneceltechnologie heeft geïmplementeerd.

 

De eerste productielijn van de Hypro-module kwam online in juli 2015 en Suntech is begonnen met het verzenden van hoog-efficiëntieve modules voor de eerste projecten. Suntech's modules met 60 cellen en 290 W bereiken een maximum. van 20,5% conversie-efficiëntie, en de 72-cells Hydro-module produceert 345W.

 

Trina Solar - Honey M Plus

Begin 2015 lanceerde Trina Solar zowel een poly- als mon PERC-zonnemodule, Honey Plus genaamd. De monomodule wordt Honey M Plus genoemd. De Poly Honey Plus bereikte een efficiëntie van 18,7%, 60 cellen bereikt 275 W, terwijl de Honey M Plus een conversievraag heeft van 20,4%, wat een 60-celmodule 285 W (Trina) maakt.

 

Trina Solar geeft aan dat het de Honey Plus PERC zonnecellen met vijf busbar-contacten aan de voorzijde biedt, waardoor de weerstand iets daalt en de betrouwbaarheid toeneemt. Waarom zou een 5-busbar-zonnecel betrouwbaarder zijn? De belangrijkste reden is dat het het effect van inactieve delen van een zonnecel vermindert in het geval van microscheuren.

 

Jinko Solar - Eagle + modules

In mei 2015 opende Jinko Solar een nieuwe PERC cel en module productiefaciliteit in Penang, Maleisië. De capaciteit van de zonnecel werd aangekondigd als 500 MW en de capaciteit van de PV-module 450 MW (Jinko Solar). Jinko heeft onlangs aangekondigd dat het een zeer efficiënte 60cell, 306.9W-module in zijn lab fabriceert, maar regelmatige productie-efficiënties lijken ver onder deze output.

 

Hoe verbetert de PERC-celtechnologie de prestaties van zonnepanelen?

 

Zoals reeds uitgelegd, zijn PERC-zonnecellen ontworpen met een extra laag onderaan de zonnecel. Deze extra laag wordt de diëlektrische passiveringslaag genoemd.


1

Conventioneel ontwerp van siliciumzonnecellen

 

2

PERC-zonnecelontwerp

 

Er zijn drie belangrijke redenen waarom de diëlektrische passiveringslaag bijdraagt aan de verhoging van de efficiëntie:  

 

1.     De extra diëlektrische passiveringslaag vermindert de elektronenrecombinatie:
Elektronenrecombinatie is de neiging van elektronen om te recombineren en in principe te blokkeren dat de elektronen vrijelijk door de zonnecel stromen, wat betekent dat het zijn potentiële efficiëntie niet kan bereiken. Elektronen gegenereerd in de buurt van de achterkant van de zonnecel kunnen nu naar de emitter en dragen bij aan meer elektrische stroom.

 

2.     De extra diëlektrische passiveringslaag verhoogt het vermogen van de zonnecel om licht te vangen:
De diëlektrische laag reflecteert het licht dat door de zonnecel passeert zonder enige elektronen te genereren. Door dit licht te reflecteren, krijgen de fotonen meer kans om elektrische stroom te genereren.

 

 

3.     De extra diëlektrische passiveringslaag reflecteert golflengten van meer dan 1180 nm uit de zonnecel, die normaal warmte zouden produceren:
Siliciumwafels stoppen met absorberen van golflengten boven 1180 nm. In normale zonnecellen worden dergelijke golflengten gemakkelijk geabsorbeerd door de achterzijde-metallisatie en omgezet in warmte.


3

Vergelijking PERC zonnecel en standaard zonnecel

 

Zoals u weet, vermindert warmte de conversie-efficiëntie van de zonnecel. De diëlektrische passivatielaag reflecteert golflengten boven 1180 nm uit de zonnecel en helpt de zonnecel efficiënter te werken door koelere temperaturen te handhaven.

 

Review: hoe wordt elektriciteit opgewekt uit een zonnecel?

 

Een conventionele kristallijn silicium (c-Si) zonnecel bestaat uit twee lagen met verschillende elektrische eigenschappen. De twee lagen worden de basis en de emitter genoemd. Het punt waar de basis en emitter elkaar ontmoeten, wordt de interface genoemd.

Een elektrisch veld wordt gegenereerd waar de twee lagen elkaar raken - dit punt wordt de interface genoemd. De interface trekt negatief geladen elektronen in de emitter zodra deze de interface bereikt.

 

Wanneer licht de zonnecel binnenkomt, worden de elektronen vrijgemaakt van de siliciumatomen. Wanneer elektronen worden vrijgegeven, kunnen ze zich vrij door de siliciumwafer verplaatsen. De elektronen dragen echter alleen bij aan de elektrische stroom als ze de interface bereiken, tussen de emitter en de basis.

   

Verschillende soorten golflengten

 

Kortere golflengten (blauw licht) genereren voornamelijk elektronen in de buurt van de voorkant van de zonnecel, terwijl de langere golflengten (rood licht) elektronen genereren aan de achterkant van de cel. Sommige langere golflengten gaan door de wafer zonder stroom te genereren.

 

Dit is waar de diëlektrische laag op de achterkant van de zonnecel het verschil maakt ..

 

Hoe PERC celtechnologie verschillende golflengten vangt

 

De zon zendt licht uit in verschillende golflengten en wanneer het licht de siliciumcelstructuur bereikt, genereert het elektronen op verschillende niveaus van de zonnecelstructuur.

 

PERC-technologie verhoogt het vermogen van de cel om langere golflengten te vangen. De langere golflengten zijn vooral aanwezig tijdens ochtenden en avonden (zon onder een hoek) of tijdens bewolkte dagen.

 

Blauw licht, met kortere golflengten, wordt gedurende deze tijd door de atmosfeer opgenomen, omdat het een langer pad moet afleggen om het aardoppervlak te bereiken. Rood licht wordt minder gemakkelijk geabsorbeerd door de atmosfeer van de aarde.

 

De belangrijkste reden waarom PERC-technologie betere energieopbrengsten laat zien, is dus de reflecterende diëlektrische laag op de achterkant van de zonnecellen die helpt meer rood licht te absorberen, zelfs 's ochtends,' s avonds of bij bewolkt weer.