En la interminable búsqueda de una mayor eficiencia de los paneles solares, los ingenieros prueban diferentes formas para hacer que las células fotovoltaicas conviertan la mayor cantidad de energía solar en la mayor cantidad de electricidad posible.
Una de las tecnologías más importantes y maduras para hacerlo es a través de algo llamado PERC, que significa «Passivated Emitter and Rear Contact», y también se llama a veces «Passivated Emitter and Rear Cell».
La mayoría de la gente no tenemos que preocuparnos por el PERC, pero lo que es importante saber es que se está convirtiendo en una de las formas más populares de fabricar células solares. Es una forma sencilla y rentable de producir más energía con la misma cantidad de espacio.
Si tienes un presupuesto de un instalador solar y estás dudando entre diferentes paneles solaresy precios, quizá te interese saber cómo se comparan los paneles solares PERC de alta eficiencia con otras variedades de paneles solares.
PERC es una tecnología que se usa para mejorar la eficiencia de las células solares mediante la captura de tantos fotones adicionales como sea posible sin cambiar fundamentalmente el funcionamiento de una célula solar.
En las células solares ordinarias de silicio cristalino, la electricidad se produce cuando los fotones chocan con una capa de silicio, desprendiendo electrones que luego se dirigen a fluir a lo largo de un cable. En general, las modernas células solares de silicio monocristalino pueden convertir en electricidad entre el 19 y el 20% de los fotones entrantes, pero algunos fotones atraviesan el material de silicio sin excitar electrones.
Cuando estas células se incorporan a un módulo solar, los fotones no convertidos pueden chocar con la capa posterior de aluminio y convertirse en calor, lo que reduce la eficiencia de la célula. Otros fotones excitan electrones que acaban recombinándose sin pasar por los cables de la célula, lo que significa que no generan electricidad.
Para fabricar una célula solar PERC, el fabricante toma células de silicio monocristalino convencionales y les añade una capa pasivante en la parte posterior que está diseñada para reflejar los fotones a través de la capa de silicio. A continuación, las células se micrograban con productos químicos o con un láser para atravesar esta capa añadida y que los contactos posteriores puedan llegar a ella. Sobre esta capa se añade una capa dieléctrica para aislar la célula solar.
Cuando se incorporan a un módulo solar, estas capas pasivantes y el recubrimiento impiden que los electrones lleguen al contacto posterior sobre el que se colocan las células. La tecnología de las células PERC hace que el silicio capte más fotones, lo que significa que cada célula produce un poco más de electricidad de la que produciría sin las capas PERC. El rendimiento máximo de las células PERC es de aproximadamente un 23%, frente al máximo de 21% de las células convencionales de silicio monocristalino.
La tecnología PERC no es una tecnología nueva, ya que fue inventada en 1983 por el científico australiano Martin Green y su equipo de la Universidad de Nueva Gales del Sur.
Pero los módulos fotovoltaicos disponibles en el mercado construidos con tecnología de células solares PERC son relativamente nuevos porque los científicos tuvieron que resolver algunos problemas antes de sacar la tecnología al mercado.
Como hemos descrito anteriormente, la tecnología PERC refleja los fotones en las capas de silicio, lo que hace que la célula produzca más energía y evita la recombinación de electrones. Estas dos ventajas se traducen en un aumento de la eficiencia de conversión de energía y una disminución del calor en los módulos solares.
También garantizan que las células funcionen mejor con poca luz, ya que producen una tensión significativa con menos luz que las células solares convencionales.
Las células solares PERC son relativamente fáciles de fabricar porque los fabricantes pueden utilizar casi todos los mismos equipos y materiales que emplean para hacer células solares menos eficientes. La tecnología PERC puede añadirse tanto a las células solares monocristalinas como policristalinas, y también funciona bien en módulos bifaciales.
Esta facilidad de fabricación ha dado lugar a un fuerte aumento de la producción de células PERC desde 2010 y, según el grupo alemán de ingeniería mecánica VDMA, las tecnologías mono PERC y similares representan ahora más del 60% del mercado mundial de células fotovoltaicas.
Los desventajas de las células solares PERC se han ido solventando en gran medida en los últimos años, pero es importante señalar por qué el PERC no se puso de moda en los años 80, cuando se inventó. La principal preocupación de esta tecnología es un problema llamado degradación inducida por la luz (LID), que se produce en todas las células solares de silicio, pero puede ser especialmente pronunciada en las células PERC.
La LID se produce cuando el boro de la capa positiva de silicio y el oxígeno se mezclan, y suele provocar una pequeña e inmediata reducción de la capacidad de generación de energía. Este problema puede ser peor en las células PERC, que suelen tener boro adicional, pero todas las empresas que producen y usan células PERC han ideado formas de combatirlo.
Otro tipo de problema que puede darse en todas las células solares de silicio se llama Degradación Inducida por el Potencial (PID), que puede ocurrir cuando existe una diferencia de energía potencial entre las células y los materiales de un módulo solar y el suelo.
Es muy complicado, pero existe una norma internacional para la construcción de módulos que los fabricantes pueden seguir, y todos los fabricantes que se precien han implementado sus propias medidas contra la PID.
Lo mejor es que elijas un fabricante de módulos solares de alta calidad y leas las medidas que toma para mitigar el PID y el LID.
El PERC es una de las formas más fáciles y rentables que se han desarrollado para mejorar la eficiencia y el rendimiento de las células solares.
Como ya hemos comentado, la tecnología tiene sus inconvenientes, y superarlos no es una cuestión trivial. Además, el PERC es una tecnología relativamente madura y no puede usarse para aumentar la eficiencia mucho más que las células de gama alta existentes.
Por eso, muchos fabricantes de energía solar utilizan alternativas al PERC, cada una con sus propias ventajas e inconvenientes.
Hay otras tecnologías que se usan actualmente para aumentar la eficiencia de las células solares: Contacto pasivo de óxido de túnel (TOPCon), heterojunción (HJT) y perovskitas.
Si has estado buscando presupuestos de energía solar, probablemente tendrás al menos uno que incluye paneles solares PERC.
Como hemos comentado anteriormente, estos paneles son probablemente más eficientes que los paneles solares tradicionales, lo que significa que producirán más electricidad en la misma superficie. Si dispones de poco espacio y necesitas aprovecharlo al máximo para generar energía, los modernos paneles solares PERC de un fabricante de garantía seguramente serán una de tus mejores opciones.
Fuente:
https://ecoinventos.com/que-son-las-celulas-solares-perc/
