Podwójne ogniwo szklane PERC jest ważnym przełomem technologicznym w obecnej dziedzinie fotowoltaiki. Łączy w sobie wydajną zdolność wytwarzania energii przez ogniwa PERC i trwałość modułów z podwójnymi szybami i jest szeroko stosowany w różnych złożonych środowiskach. Struktura techniczna ogniw z podwójnego szkła PERC obejmuje głównie strukturę rdzenia ogniwa PERC i strukturę opakowania z podwójnego szkła. Oba uzupełniają się i znacznie poprawiają wydajność konwersji fotoelektrycznej, wytrzymałość mechaniczną i odporność ogniwa na środowisko.
1. Struktura rdzenia komórki PERC
Technologia PERC stanowi ulepszenie tradycyjnych ogniw słonecznych z krzemu krystalicznego, skupiając się na zoptymalizowanej konstrukcji tylnej części ogniwa. Podstawowa struktura techniczna ogniw PERC składa się głównie z następujących części.
Warstwa pasywacyjna emitera: Ogniwa PERC mają dodaną z tyłu warstwę pasywacyjną, zwykle złożoną z tlenku glinu lub azotku krzemu. Główną funkcją tej warstwy pasywacyjnej jest ograniczenie rekombinacji powierzchni ogniwa i poprawa wydajności transmisji nośników. Ta warstwa materiału pasywacyjnego może odbijać część światła słonecznego przechodzącego przez ogniwo i ponownie wykorzystywać te fotony w celu zwiększenia absorpcji światła. Jednocześnie warstwa pasywacyjna może również skutecznie zmniejszyć utratę rekombinacji elektronów powierzchniowych i zwiększyć napięcie obwodu otwartego ogniwa.
Pole powierzchni tylnej (BSF): Pole powierzchni tylnej to kolejna kluczowa struktura komórek PERC. Tworząc barierę elektronową z tyłu komórki, BSF może zapobiegać ucieczce nośników mniejszościowych z komórki, zmniejszając w ten sposób utratę nośników w wyniku rekombinacji. Konstrukcja ta znacznie poprawia wydajność konwersji fotoelektrycznej ogniwa, szczególnie w świetle podczerwonym o długich falach, wydajność ogniw PERC jest jeszcze lepsza.
Przednia warstwa przeciwodblaskowa: W celu dalszego zwiększenia efektywności pochłaniania światła, przód ogniwa PERC jest zwykle pokryty powłoką przeciwodblaskową, zwykle wykonaną z azotku krzemu. Powłoka ta może zmniejszyć odbicie światła słonecznego na powierzchni ogniwa i zwiększyć ilość światła wpadającego do płytki krzemowej, poprawiając w ten sposób wydajność konwersji fotoelektrycznej w ogniwie.
Konstrukcja opakowania z podwójnym szkłem: Oprócz podstawowej technologii ogniw PERC kolejną kluczową cechą ogniw z podwójnego szkła PERC jest zastosowanie konstrukcji opakowania z podwójnego szkła. Ten projekt opakowania nie tylko poprawia stabilność i żywotność modułu ogniwa, ale także może lepiej dostosować się do złożonych warunków środowiskowych.
2. Struktura podwójnego szkła w ogniwach z podwójnym szkłem PERC odnosi się do zastosowania szkła hartowanego po obu stronach ogniwa do pakowania. W porównaniu z tradycyjnymi modułami z pojedynczą szybą, moduły z podwójną szybą są trwalsze, wytrzymują większe obciążenia mechaniczne i nie są łatwo podatne na wpływ środowiska zewnętrznego. Taka konstrukcja skutecznie zmniejsza uszkodzenia akumulatora spowodowane czynnikami zewnętrznymi, takimi jak rozszerzalność i kurczenie termiczne, erozja wiatrowa i piaskowa oraz przenikanie wilgoci, wydłużając w ten sposób żywotność akumulatora.
Warstwa folii EVA: w konstrukcji z podwójnego szkła płytka krzemowa akumulatora PERC jest umieszczona pomiędzy dwoma kawałkami hartowanego szkła i otoczona folią EVA (kopolimer etylenu i octanu winylu). Folia EVA może chronić płytkę krzemową akumulatora i zapobiegać przedostawaniu się zewnętrznej wilgoci i zanieczyszczeń. Jednocześnie ma dobrą przezroczystość optyczną, aby zapewnić efektywne przesyłanie energii świetlnej. Ponadto elastyczność folii EVA może pochłonąć siłę uderzenia modułu podczas transportu i instalacji oraz uniknąć uszkodzenia płytki krzemowej akumulatora.
Konstrukcja ramy: Ramy akumulatorów z podwójnym szkłem PERC są zwykle wykonane ze stopu aluminium lub innych materiałów odpornych na korozję. Ramy te nie tylko zapewniają mechaniczne wsparcie elementów akumulatora, ale także zapobiegają przedostawaniu się wilgoci i innych zanieczyszczeń do podzespołów z boków, co dodatkowo poprawia szczelność i żywotność podzespołów. W przypadku elementów z podwójną szybą o konstrukcji bezramowej bardzo istotny jest także dobór materiałów uszczelniających. Do kapsułkowania zwykle stosuje się silikon lub polimer o wysokiej wytrzymałości, aby zapewnić ogólne uszczelnienie i działanie ochronne akumulatora.
