PERCがシリコン太陽電池技術を支配する理由

- Jul 03, 2019-

ソース:sinovoltaics

 

Standard solar cell vs PERC solar cell



PERC:効率向上とコスト削減の両方

 

研究開発に関しては、コスト削減と効率向上という2つの明確な焦点が当業界にあります。

効率が20%を超えると、PERC太陽電池技術は、わずか18〜19%しか生産しない従来のP型Si太陽電池と比較して、確かに利点があります。

 

PERCテクノロジの効率向上により、60セルのモノモジュールで5〜10 Wの電力が増加します。 より高い効率に加えて、PERC太陽電池技術は潜在的に同様にコスト上の利点を持つでしょう。 ただし、これには十分なPERC製造能力が導入され、生産が拡大していることが必要です。 そしてそうです。アジアの工場はPERCの能力を増強しています。

 

なぜPERCが主流の太陽電池技術になるのか

 

PERCは既存のスクリーン印刷装置と互換性があるので、製造業者が既存の生産ラインをアップグレードするのはかなり簡単です。

 

JA Solar、Trina Solar、NeoSolar、Gintech、Hanwha Q Cells、Suntechなどの多くのアジアの製造業者はすでに生産ラインをアップグレードしており、他のいくつかのメーカーはそのような過程で進行中です。 さらに、Meyer BurgerやCentrothermなどの著名なPV製造機械サプライヤが、PERCセル製造装置の製造に関わっています。

 

PERC太陽電池技術を使用するアジアの主要メーカーは何ですか

 

Solarworldは2015年7月に、現在世界最大のPERCセル生産能力を所有していると発表しました。 現在のセル製造能力は800MWに達しました。

 

Solarworldのような会社にとって、High ASP(平均販売価格)市場に主に焦点を合わせているので、高効率生産ラインで拡大するのは理にかなっています。

 

業界の関係者は、低コストが出るまでにはそれほど時間がかからないことを認識しています。 実際、これを書いている時点では、中国の大手メーカーがPERCの生産能力を急速に拡大しています。

 

JA Solar - PERCIUM太陽電池

JAソーラーのPERCIUM太陽電池の予想生産能力は2015年に350MWであり、これはその総予想3.6〜4.0GW販売容量(PV-Tech)のごく一部にすぎません。

 

同社は20.4%の平均変換効率に達しています。 JAソーラーは2014年にすでに主に日本、イギリス、イスラエル、中国、ドイツの市場でPERCIUM 60セル太陽電池パネルの販売を開始しました。

 

サンテック - HYPRO太陽電池

SuntechブランドのオーナーであるShunfengもSuntechのアップグレードされた生産ラインに投資しており、PERC太陽電池技術を導入しています。

 

最初のHyproモジュール生産ラインは2015年7月にオンラインになり、Suntechは最初のプロジェクトのために高効率モジュールの出荷を開始しました。 サンテックの60セル、290Wモジュールは最大に達します。 20.5%の変換効率、そしてその72セルHydroモジュールは345Wを生み出します。

 

トリナソーラー - ハニーMプラス

2015年初頭、Trina Solarは、Honey Plusと呼ばれるポリとモニーの両方のPERC太陽電池モジュールを発売しました。 モノモジュールはハニーMプラスと呼ばれています。 Poly Honey Plusは18.7%の効率に達し、60cellは275Wに達します。一方、Honey M Plusは20.4%の変換効率を持ち、これは60cellモジュールを285Wにします(Trina)。

 

Trina Solarは、5バスバーの前面コンタクトを備えたHoney Plus PERC太陽電池を提供すると述べています。これにより、抵抗がわずかに低下し、信頼性が向上します。 5バスバーの太陽電池の信頼性が高いのはなぜでしょうか。 主な理由は、それがマイクロクラックの場合に太陽電池の不活性部分の影響を減らすということです。

 

Jinko Solar - Eagle +モジュール

2015年5月、Jinko Solarはマレーシアのペナンに新しいPERCセルとモジュールの製造施設を開設しました。 太陽電池容量は500MW、太陽電池モジュール容量は450MW(Jinko Solar)と発表された。 Jinkoは最近、同社の研究室で高効率60セル、306.9Wモジュールを製造したと発表したが、通常の製造効率はこの出力をはるかに下回るように思われる。

 

PERCセル技術は太陽電池パネルの性能をどのように向上させますか?

 

すでに説明したように、PERC太陽電池は太陽電池の下部に追加の層を持つように設計されています。 この追加の層は、誘電体保護層と呼ばれます。


1

従来のシリコン太陽電池設計

 

2

PERC太陽電池デザイン

 

誘電体パッシベーション層が効率の向上に寄与する3つの主な理由があります。  

 

1。     追加の誘電体パッシベーション層は電子の再結合を減少させる。
電子の再結合は、電子が再結合して基本的に電子が太陽電池を自由に流れるのを妨げる傾向があることを意味します。つまり、電子はその潜在効率に達することができません。より多くの電流に貢献します。

 

2。     追加の誘電体パッシベーション層は、太陽電池の光捕獲能力を高めます。
誘電体層は、電子を発生させることなく太陽電池を通過する光を反射する。 この光を反射することによって、光子はより多くの電流を発生する機会を与えられます。

 

 

3。     追加の誘電体パッシベーション層は、太陽電池外で1180 nmを超える波長を反射します。これは通常、熱を発生させます。
シリコンウェハは1180 nmを超える波長の吸収を止めます。 通常の太陽電池では、そのような波長は裏面メタライゼーションによって容易に吸収されて熱に変わる。


3

PERC太陽電池と標準太陽電池の比較

 

ご存じのとおり、熱は太陽電池の変換効率を低下させます。 誘電体パッシベーション層は、太陽電池の外で1180nmを超える波長を反射し、より低い温度を維持することによって太陽電池がより効率的に機能するのを助ける。

 

レビュー:太陽電池からどのように電気が生み出されるのですか?

 

従来の結晶シリコン(c − Si)太陽電池は、電気特性が異なる2つの層からなる。 2つの層はベースとエミッタと呼ばれます。 ベースとエミッタが交わる点はインタフェースと呼ばれます。

2つの層が接触する場所に電界が発生します。この点を界面と呼びます。 界面は、一旦界面に到達すると、負に帯電した電子をエミッタに引き込む。

 

太陽電池に光が入ると、電子はシリコン原子から放出されます。電子が放出されると、シリコンウェハを自由に通過できます。 しかしながら、電子は、それらがエミッタとベースとの間の界面に到達した場合にのみ電流に寄与する。

   

波長の種類

 

より短い波長(青色光)は主に太陽電池の前面近くに電子を生成し、より長い波長(赤色光)はセルの背面に電子を生成する。 より長い波長のいくつかは、電流を発生させることなくウェハを通過する。

 

これが、太陽電池の裏側の誘電体層が違いを生む場所です。

 

PERCセルテクノロジがさまざまな波長をキャッチする方法

 

太陽は様々な波長の光を放射し、その光がシリコンセル構造に到達すると、太陽電池構造のさまざまなレベルで電子を生成します。

 

PERCテクノロジは、セルのより長い波長を捕捉する能力を高めます。 より長い波長は、朝と夕方(斜めの太陽)または曇りの日の間に特に存在します。

 

より短い波長を持つ青い光は、地球の表面に到達するためにより長い経路を移動しなければならないので、これらの時間の間に大気に吸収されています。 赤色光は地球の大気に吸収されにくいです。

 

そのため、PERCテクノロジが優れたエネルギー収量を示す主な理由は、太陽電池の裏側に反射性の誘電体層があることです。