Технологии PERC и Twin Power (TP) для солнечных батарей.

Солнечный модуль премиум класса TP (Twin power) - это новое поколение солнечных модулей, выполненных по передовой технологии Half cell PERC. 

Благодаря использованию последних технологий, эффективность солнечных модулей TP превышает 19%! В модулях Twin Power используются солнечные элементы последнего поколения размером 158.75x.79.375 мм, что обеспечивает ряд преимуществ и более низкий температурный коэффициент.

По сравнению со стандартными модулями, наши Half cell модули более эффективны, имеют большую выработку и меньше перегреваются в условиях частичного затенения. Также эти модули лучше работают в случае повреждений, чем стандартные модули.

Технологическое преимущество модулей серии Twin Power

Защита от негативных последствий затенения модуля - известный факт, что даже при затенении небольшой части стандартного солнечного модуля, его производительность резко падает и фактически стремиться к нулю, подтягивая за собой все солнечные модули, находящиеся в последовательной цепи подключения. Затенение может быть вызвано снегом, рядом стоящим деревом или конструкциями на крыше (дымоходом, лестницей и т.д.). Новое поколение модулей Sunways FSM TP лишены этого недостатка. Даже если половина солнечного модуля находится в тени, вторая часть модуля будет работать на все 100%, генерируя максимум энергии несмотря на обстоятельства.

Новейшая Multi 9 Busbar технология солнечных элементов - 9 коротких токопроводящих шин (Bus bar) обеспечивают целый ряд преимуществ перед аналогами с пятью токопроводящими шинами:

1. Чем короче Bus bar, тем меньше проводник, тем меньше потери энергии на нем. Меньшее сопротивление уменьшает потери мощности до 6% и увеличивает выходную мощность модуля от 5 Вт до 15 Вт.
2. Снижает последовательное сопротивление и ток на токопроводящих шинах, что приводит к уменьшению вероятности появления локального перегрева элемента в солнечном модуле;
3. Уменьшает утечки тока, значительно повышает производительность в пасмурную погоду;
4. Новый дизайн снижает стрессовые нагрузки на токопроводящие шины, что значительно снижает вероятность появления дефектов в процессе эксплуатации (микротрещины, дефекты пайки, локальный перегрев (Hot Spot)), обеспечивая большую надежность и высокие показатели производительности на протяжении всего срока эксплуатации;
5. Вдвое больше стрингов в модуле: вместо обычных 6 стрингов (рядов) в традиционном 60-ти элементном модуле, Half cell модуль состоит из 12 стрингов. Это помогает уменьшить потери мощности модуля в следствии разной мощности каждого элемента, а также разницы в их деградации со временем.
6. Элементы меньшего размера: вдвое меньшие элементы позволяют генерировать вдвое меньший ток, уменьшают потери при передаче энергии от кристалла. Меньшие элементы также означают вдвое меньшие потери через микротрещины и загрязнения.
7. Повышает КПД солнечного элемента до 1%

Солнечные модули на основе PERC технологии

Солнечные модули Sunways FSM на основе новейшей PERC технологии теперь доступны и в России. Под термином PERC подразумевается солнечный элемент с технологией пассивации задней поверхности кремниевой пластины. PERC расшифровывается как (Passivated Emitter Rear Cell) — пассивированный эмиттер заднего контакта и означает диэлектрический слой на задней части PERC солнечного элемента. Концепция PERC была представлена еще в 1984 году учёными университета южного Уэльса (Австралия). Как и многим другим технологиям, PERC пришлось ждать своего часа почти 30 лет, для того чтобы стать рентабельной и пойти в массовое производство.

Что же из себя представляет технология PERC?

В стандартном фотоэлементе на тыльной стороне наносится слой алюминия, выполняющий функцию контакта. Алюминий наносят по всей задней поверхности кремния, что обеспечивает сплошной контакт. При изготовлении PERC элемента между кремнием и алюминием наносится диэлектрический слой с микроотверстиями сделанными лазером. В результате контакт происходит именно через эти микро отверстия. А слой диэлектрика обеспечивает функцию экрана отражателя. Наглядно это представлено на рисунке ниже:

 

Каким образом PERC технология увеличивает КПД солнечного элемента?

Основные причины, по которым диэлектрический слой на тыльной стороне увеличивает эффективность солнечного элемента:

1. Увеличение поглощающей способности фотоэлемента

Слой на тыльной части солнечного элемента отражает фотон, который проходит через солнечный элемент, обратно внутрь слоя кремния, за счет чего увеличивается количество сгенерированных электронов.

 

Каким образом PERC технология увеличивает КПД солнечного элемента?

Основные причины, по которым диэлектрический слой на тыльной стороне увеличивает эффективность солнечного элемента:

1. Увеличение поглощающей способности фотоэлемента

Слой на тыльной части солнечного элемента отражает фотон, который проходит через солнечный элемент, обратно внутрь слоя кремния, за счет чего увеличивается количество сгенерированных электронов.

 

Из-за этого длинноволновый спектр генерирует мало электронов т.к. вблизи тыльной стороны элемента просто поглощается задним алюминиевым контактом. Отражательный слой способствует отражению этих лучей и позволяет сгенерировать больше электронов у тыльной стороны контакта.

Наибольшую производительность PERC технология демонстрирует в утреннее и вечернее время, а так же в пасмурную погоду. Поскольку большее количество коротковолнового излучения синего света (в спектре длин волн от 450 до 495 нм) в это время поглощается в атмосфере. Это происходит из-за того, что коротковолновый спектр имеет более длинный путь к поверхности Земли, чем спектр длинноволнового излучения.

2. Снижение температуры солнечного элемента

Солнечные элементы не поглощают свет с длиной волны более 1180 нанометров. В стандартных солнечных элементах этот свет поглощается тыльным алюминиевым слоем и преобразуется в тепло. Как известно, нагрев значительно снижает эффективность солнечных элементов. Диэлектрический слой тыльной стороны работает как зеркало и отражает большее количество света с длиной волны более 1180 нм и помогает солнечному элементу работать более эффективно за счет меньшей температуры.

3. Отражение электронов в зону p-n перехода

Кроме дополнительной генерации электронов и уменьшения перегрева фотоэлемента PERC технология способствует отражению уже сгенерированных электронов в зону p-n перехода.

 

Выбитый фотоном электрон под воздействием солнечного света может свободно «блуждать» по слою кремния и в некоторых случаях просто поглощаться на тыльном контакте элемента не участвуя в p-n переходе. Этот процесс называют рекомбинацией в фотоэлементе. Диэлектрический слой отражает электроны так же, как солнечные лучи и дает большему количеству электронов возможность для обеспечения фотоэффекта. И этот так же увеличивает производительность солнечной батареи.

Потенциал производства PERC фотоэлементов

Кроме более высокой эффективности, солнечные элементы PERC имеют высокий экономический потенциал. Однако, для того, чтобы PERC модули стали дешевле обычных, потребуется существенное увеличение производственных мощностей.

Так как PERC совместим с существующим оборудованием для производства технологией, переход на новую технологию для производителей будет несложным. Сейчас наблюдается рост производства PERC модулей, который по прогнозам будет увеличиваться и в дальнейшем.

Солнечные элементы, изготовленные по технологии PERC, имеют эффективность более 20%. Это обеспечивает им преимущество по сравнению со стандартными кремниевыми солнечными элементами, имеющими КПД около 17-19%. Эта разница в эффективности добавляет 3-5 Вт номинальной мощности для PERC модуля с 60 солнечными элементами.