1. ¿Qué significa PERC?
Literalmente, significa Emisor pasivado y celda trasera. También encuentras el término Emisor Pasivado y Contacto Posterior.

2. ¿Qué es?
La tecnología de celdas PERC define una arquitectura de celdas solares que difiere de la arquitectura de celdas estándar que ha estado en uso durante tres décadas y que suele aparecer en todos los manuales fotovoltaicos.

A día de hoy, la gran mayoría de las células solares cristalinas producidas siguen la estructura que se presenta a continuación.

De arriba hacia atrás:
– pasta de plata serigrafiada para formar los contactos
- Recubrimiento antirreflejos
– obleas de silicio dopadas con boro y difundidas con fósforo que forman el
Unión PN
– Campo de superficie trasera de aluminio (Al-BSF)
– pasta de aluminio serigrafiada

El objetivo de los científicos es sacar el máximo provecho de los electrones del células solares, la arquitectura PERC esencialmente permite mejorar la captura de luz cerca de la superficie trasera y optimizar la captura de electrones.

3. ¿PERC y PERC?

Bajo el acrónimo PERC, en realidad también encontramos las tecnologías de células solares denominadas PERL, PERT, PERF. Aunque inicialmente no se consideraban en la nomenclatura de PERC, ahora se suelen considerar como parte de la misma familia.

4. ¿Cuál es el interés de la tecnología?
La principal ventaja de la estructura de celdas PERC es que permite a los fabricantes lograr mayores eficiencias que con las celdas solares estándar que están llegando a sus límites físicos. Con el estado actual de la tecnología, es posible lograr hasta un 1% de ganancia absoluta en eficiencia. Si bien hay más pasos en el proceso de fabricación, la ganancia en eficiencia permite disminuir los costos, también a nivel del sistema. Siempre debemos tener en cuenta que el Santo Grial es mejorar la eficiencia y reducir los costos al mismo tiempo. Y la mejora de la eficiencia de las células solares contribuye a la reducción de costes.
Por lo tanto, se considera que esta arquitectura de celda presenta uno de los mejores potenciales para producir paneles solares de alta eficiencia a precios competitivos.

5. ¿Es nuevo?
La arquitectura PERC en realidad no es nueva en absoluto. La primera evocación de la tecnología se remonta a la Universidad de Nueva Gales del Sur en Australia en 1983 y el primer artículo [1] se publicó en 1989. Debido a que este concepto de celda ofrecía el mejor potencial para alcanzar una alta eficiencia, la UNSW lo usó para lograr sus múltiples récords mundiales de eficiencia que se acercó al 25%. [2]. Las otras dos tecnologías competidoras fueron la tecnología Back Contact, popularizada por Sunpower, y la tecnología HIT comercializada por Panasonic.

6. ¿Por qué ahora?
Es interesante subrayar que la arquitectura estándar de celdas solares ha estado en uso desde mediados de los años 80. Desde entonces, la tecnología pasó por mejoras incrementales, con mejores pastas para formar contactos frontales, dedos de contacto más delgados, revestimiento antirreflectante optimizado... La industria tardó casi 30 años en alcanzar las eficiencias logradas a nivel de investigación.
El siguiente gráfico resume la búsqueda histórica de la industria solar para mejorar su tecnología.

Como se dijo anteriormente, siempre hay una brecha entre los desempeños logrados a nivel de investigación y lo que se logra en la producción en masa a nivel industrial. Por lo tanto, si la tecnología de celdas PERC surge ahora, es principalmente por razones económicas. De hecho, la industria siempre debe comprometerse para lograr conceptos económica y técnicamente viables. Durante 30 años, las constantes mejoras incrementales aportadas a la tecnología de celdas estándar fueron económica y técnicamente factibles. Ahora que el concepto estándar alcanza sus límites y que el conocimiento técnico está disponible a lo largo de la cadena de valor para introducir la tecnología PERC, puede constituir una nueva plataforma viable para fabricar paneles solares de alta potencia y alta eficiencia.
Como lo anticipó ITRPV, un organismo que reúne a un conjunto de fabricantes en los diferentes escalones de la cadena de valor y que trabaja sobre las tendencias tecnológicas, la tecnología PERC irá tomando progresivamente la mayor cuota de mercado. Debido a que este es el sentido de la historia en la industria fotovoltaica de mejorar cada vez más, tarde o temprano, la mayoría de los paneles instalados contarán con esta tecnología.

7. ¿La tecnología PERC presenta intrínsecamente un mejor rendimiento con luz débil?

Paralelamente al desarrollo de la tecnología PERC, hemos visto aparecer en las hojas de datos argumentos relacionados con la mejora del rendimiento bajo luz débil. Es entonces legítimo preguntarse si esos dos hechos están relacionados. Si bien es cierto que encontrará módulos basados en PERC con un rendimiento de luz débil mejorado, no tiene nada que ver intrínsecamente con la tecnología de celda PERC. Todas las tecnologías de celdas tienen el potencial de presentar un desempeño mejorado bajo condiciones de poca luz, y abordaremos este tema en un próxima entrada de blog.

8. Desafíos con la tecnología
Al igual que con cualquier tecnología nueva, el desafío detrás de la tecnología PERC es poder escalar la tecnología mientras se controla el proceso. En United Energy, siempre valoramos el conocimiento.cómo y definitivamente hay que poder fabricar estas células. Entre los desafíos relacionados con la tecnología PERC, dos son más susceptibles de impactar al propietario de un panel equipado con esta tecnología.
El primero está relacionado con la degradación inducida por la luz. LID es este efecto que hace que un módulo pierda un porcentaje de su potencia después de la primera exposición a la luz. Explica por qué los fabricantes con garantías lineales nunca garantizan el 100% de la potencia después del primer año. Debido a los niveles más altos de dopaje comúnmente aplicados en las celdas PERC, el efecto negativo debido a LID aumenta con la tecnología PERC en comparación con las celdas estándar con Al-BSF.
También hay un tema sobre la degradación inducida por potencial. Ha habido numerosos documentos y artículos que plantean esta pregunta, y especialmente para PERC policristalino. No es baladí en la medida en que este tipo de defecto puede perjudicar por completo el rendimiento de una central eléctrica. La mejor recomendación que podemos hacer con respecto a este tema es asegurarse de que los módulos que usted suministre cuenten con el certificado según IEC TS 62804 para resistencia PID y que se confíe en la consistencia que el fabricante aplica a su selección de materiales y procesos para garantizar su la producción está libre de PID.

Fuentes

[1]: A.W.Blakers, A.Wang, A.M.Milne, J.Zhao, M.A.Green, Célula solar de silicio con una eficiencia del 22,8 %, aplicación física Letón. 55 (1989) 1363–1365.
[2]: Zhao J; Wang A; Keevers MJ; Verde MA, 2000, Células PERT de alta eficiencia sobre sustratos de Si tipo p SEH y células PERT sobre sustratos de Si tipo n SHE

[3]: MA Green, El emisor pasivado y la celda trasera (PERC): desde la concepción hasta la producción en masa, Materiales de energía solar y celdas solares 143 (2015) 190–197

[4]: MA Green, Cuarenta años de investigación fotovoltaica en la UNSW, Diario y Actas de la Sociedad Real de Nueva Gales del Sur, vol. 148, nn. 455 y 456, págs. 2-14