PERC技術を用いたシリコン太陽電池

- Feb 23, 2019-

標準太陽電池およびPERC太陽電池700Mini

より高い効率と品質を得るが製造コストを削減するために、太陽電池技術は常に進化し改善しています。 現在、PERC太陽電池は太陽光発電業界で人気があります。 PERCは、パッシベーションエミッタとリアセルの略です

 

PERCテクノロジの紹介

PERC太陽電池は、単により 効率的な太陽電池です。つまり、PERCセルを使用して構築された太陽電池パネルは、太陽光をより効率的に電気に変換することができます。 PERC太陽電池で封止された太陽電池パネルは、通常、低放射照度条件および高温条件の両方において、従来のパネルよりも良好に機能する。 PERCテクノロジは、従来の太陽電池の裏面にSiO 2またはAl 2 O 3薄膜層を追加することで効率を高めます 。これにより、セルの効率にいくつかの利点がもたらされます。

さらに、PERC製造にアップグレードしても、既存のセル製造プロセスに多くの変更を加える必要はありません。 製造業者が低コストで高効率のPERCセルを生産し始めるのは比較的簡単なシフトです。

 

PERC太陽電池と標準太陽電池の違い

PERC太陽電池の構造は、通常の太陽電池と大差ありません。 どちらのタイプのソーラー技術も、入ってくる日射を使って電子の流れを生成するためにシリコンウエハーを使います。そして、セルタイプの全体的な構造は非常に似ています。 PERCセルと一般的な 単結晶太陽電池 の主な違い は、セル効率を向上させる3つの主な利点を提供するセル裏面の材料層である裏面パッシベーション層の統合です。

裏面パッシベーション層は太陽電池効率の向上にどのようにつながるのでしょうか。 PERC太陽電池のパッシベーション層が全体の効率を向上させる3つの方法は次のとおりです。

セルの裏側からの光の反射

裏面パッシベーション層は、シリコンに吸収されることなくシリコンセルを通過する光を反射し、太陽電池に第2の吸収の試みを与える。 この光の反射は、より多くの入射太陽放射がシリコンセルによって吸収されることになることを意味し、したがってセルはより効率的になる。

裏面再結合の減少

裏面パッシベーション層を追加すると、太陽電池における「電子再結合」が減少する。 簡単に言えば、電子再結合は、電子が再結合する傾向であり、これは太陽電池を通る電子の自由移動を妨げる原因となる。 自由電子移動のこの抑制は、最適とは言えないセル効率をもたらす。 PERC太陽電池では、効率を上げるために電子再結合が低減される。

3.吸熱性の低減

PERC太陽電池の3番目の利点は、特定の波長の光を反射することです。 太陽電池のシリコンウェハは1180ナノメートル(nm)までの波長の光しか吸収できず、より波長の長い光波はシリコンを通過し、太陽電池パネルのメタルバックシートに吸収されて熱を発生させます。 太陽電池が加熱されると、それらはより低い効率で作動する。 PERC太陽電池の裏面パッシベーション層は、1180 nmを超える波長の光を反射するように特別に設計されているため、太陽電池内の熱エネルギーが減少し、その結果効率が向上します。

 

PERC太陽電池の追加ステップ

PERCテクノロジが非常に強力になるのは明らかな効率の向上ですが、標準の単結晶太陽電池の代わりにPERC太陽電池の製造を開始するために必要な最小限の投資です。 PERCセルを製造するには、さらに2つの製造工程が必要です。

  1. 裏面パッシベーション層の塗布

  2. パッシベーション層に小さなポケットを開くためのレーザー/化学エッチング

これら2つのステップは、太陽電池製造プロセスに大きなコストを追加することはなく、高品質、高エネルギー密度の太陽電池をもたらします。 新しい太陽電池技術への古典的な障害は新しい機器生産のコストであり、PERC太陽電池はより良い製品にアップグレードするためにほんの少しの金銭的投資を必要とします。

 

PERCおよびBifacial PERC太陽電池のプロセスフロー

次の図に、PERCとBiPERC(Bifacial PERC)のプロセスフローを示します。

PERCおよび二面的PERCプロセスFlow700


太陽光発電への投資に対するPERC技術の利点

PERC技術を使用して製造されたソーラーパネルは、エネルギー密度の高いソーラー設備を示しています。 これは、従来のソーラーパネルよりも少ないPERCソーラーパネルを使用して同じ量の電力エネルギーを生成できることを意味します。 その結果、設置に必要なソーラーパネルが少なくなるため、コストを削減できます。 さらに、必要なパネルが少ないほど、屋根の上にパネルを配置するための柔軟性が高くなります。 適切な屋根スペースが限られている場合は、PERCソーラーパネルまたは任意の高効率パネル製品を使用すると、現実に必要な電力に対応できるソーラー設備を作ることができます。

必要なソーラーパネルの数を減らすと、太陽光発電システムのシステムバランス(BOS)コストが下がります。 BOSコストは、一般的に、ソーラーモジュール自体ではないソーラーインストレーションコンポーネントに関連するすべてのコストです。 インバータ、ラッキング、配線はすべてBOSコストに影響します。また、必要なパネルが少ないほど、必要な補完部品も少なくなります。