En el interminable proceso que es buscar las mejores opciones y proyectos para una instalación fotovoltaica nos topamos con conceptos técnicos que los clientes no suelen conocer.
Uno de ellos es la tecnología PERC, una de las más importantes y maduras para conseguir una mayor eficiencia de las placas solares. Sus siglas significan “Passivated Emitter and Rear Contact”, aunque también se conocen a veces como “Passivated Emitter and Rear Cell”, y se están convirtiendo en una de las formas más populares de fabricar células solares. Es una manera sencilla y rentable de producir más energía con la misma cantidad de espacio.
En nuestro artículo de hoy te contamos un poco más sobre esta tecnología y cómo funcionan.
Tecnología PERC: ¿qué es?
PERC es una de las tecnologías que se usan actualmente para mejorar la eficiencia de las células solares gracias a la captura de tantos fotones adicionales como sea posible sin cambiar fundamentalmente el funcionamiento de dichas células solares.
En las células solares convencionales de silicio cristalino, la electricidad se genera cuando los fotones chocan con una capa de silicio, desprendiendo electrones que después se dirigen a fluir a lo largo de un cable. Por regla general, las células solares desarrolladas en los últimos tiempos pueden convertir en electricidad entre el 19% y el 20% de los fotones entrantes, pero alguno de los fotones acaban atravesando el material de silicio sin excitar electrones.
Cuando estas células las incorporamos a un módulo solar, los fotones que no se han convertido 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 este tipo de células con tecnología PERC, el fabricante toma células de silicio monocristalino convencionales y les añade una capa pasivante en su parte posterior. Esta capa está diseñada para reflejar los fotones a través de la capa de silicio, para que a continuación, las células se micrograben con productos químicos o con un láser para atravesar esta capa añadida y que los contactos puedan llegar a ella. Para finalizar se añade una capa dieléctrica para aislar la célula solar.
Al incorporarlas al módulo solar, estas capas pasivantes y su recubrimiento impiden que los electrones lleguen al contacto posterior sobre el que se colocan las células. Así, 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 esta tecnología. Su rendimiento máximo es de aproximadamente un 23% frente al máximo de 21% de las células convencionales de silicio monocristalino.
Diferencias entre las células PERC y las células solares convencionales
Los componentes de las células solares con tecnología PERC, aunque muy similares, tienen algunas diferencias frente a las células solares más convencionales.
En las células solares tradicionales sus capas se encuentran formadas por:
- Capa emisora: una primera capa de silicio que capta la radiación solar de menor longitud de onda, la llamada luz azul.
- Capa base: capa intermedia, también de silicio, que se ubica entre la emisora y la capa de aluminio, se ocupa de captar la radiación solar de mayor longitud de onda, la luz roja.
- Capa inferior de aluminio BSF (Black Surface Field): la luz infrarroja es capaz de atravesar las anteriores capas y llegar a esta capa donde es absorbida y desaprovechada.
Por otra parte, las nuevas células fotovoltaicas PERC disponen de una composición diferente que mejora su rendimiento, y cuyas capas son:
- Capa emisora: primera capa de silicio que capta la radiación.
- Capa base: intermedia, también compuesta por silicio, que se encuentra entre la capa emisora y la capa de aluminio.
- Capa PERC dieléctrica pasiva (con contactos de metal y agujeros realizados con láser): se consigue que los electrones de la luz infrarroja no penetren hasta la capa de aluminio, sino que sean reflectados y permitan generar corriente entre la capa base y la emisora.
- Capa inferior de aluminio: se encuentra en la parte más profunda de la celda.
¿Qué ventajas e inconvenientes presentan las células PERC?
A diferencia de lo que podemos pensar, la tecnología PERC no es nueva, fue inventada en el año 1983 por el científico australiano Martin Green y su equipo de la Universidad de Nueva Gales del Sur.
Pero hasta los últimos años no se ha podido implementar esta tecnología al mercado de los módulos solares, debido a problemas que se tuvieron que solucionar antes de llevarlos a la venta.
- Ventajas:
Esta tecnología refleja los fotones de silicio, lo que como te hemos comentado un poco más arriba facilita que la célula solar produzca más energía y evita la recombinación de electrones. Ambas ventajas se traducen en un aumento de la eficiencia de conversión de energía y una reducción del calor que generan los módulos solares.
Además, nos garantiza que las células funcionen mejor aunque reciban menos luz, ya que producen una tensión significativa con menor cantidad de radiación solar que las células solares convencionales.
Las células solares PERC son relativamente fáciles de fabricar ya que los fabricantes pueden utilizar casi todos los mismos equipos y materiales que se emplean para las células convencionales, por lo que esta tecnología puede añadirse tanto a células monocristalinas como policristalinas.
Esta facilidad en su fabricación y las ventajas que añaden a la energía fotovoltaica han provocado un fuerte aumento de la producción de células con tecnología PERC desde el año 2010, y según datos del grupo alemán de ingeniería mecánica VDMA, las tecnologías mono PERC y similares representan ahora más del 60% del mercado mundial de células solares.
- Inconvenientes:
Aunque es cierto que las desventajas de este tipo de tecnología se han ido solventando en gran medida durante los últimos años, es importante señalar por qué el PERC no se puso de moda en los años 80, cuando se produjo su invención. La principal preocupación que generó esta tecnología fue un problema conocido como Degradación Inducida por la Luz (LID), que se genera en todas las células solares de silicio, pero puede ser más especialmente pronunciada en las células PERC.
Este fenómeno LID es producido 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. Y te preguntarás porque es más incidente en las células PERC, y es que debido a esta tecnología suelen contener boro adicional, aunque ya se han ideado maneras de combatir este proceso.
Otro problema que podemos encontrar en las células solares de silicio es la Degradación Inducida por el Potencial (PID), que se puede generar cuando existe una diferencia de energía potencial entre las células y los materiales de un módulo solar y el suelo.
Aunque es complicado, ya existen normas internacionales para la construcción de módulos solares que los fabricantes deben seguir, obligándoles a implementar su propias medidas frente a la PID.
Como ves, los fabricantes y el sector fotovoltaico ya se ha encargado de encontrar remedio a los distintos problemas que han surgido frente a esta tecnología, ofreciéndonos un nuevo componente que nos proporcionará mejor rendimiento de toda la instalación.
Desde LRP Energy apostamos por el desarrollo tecnológico, y todas nuestras placas solares cuentan con esta tecnología, para que nuestros clientes se beneficien de una mayor eficiencia y una reducción del calentamiento de su instalación.
Si estás interesado en conocer más en profundidad los módulos solares a los que podrás acceder si trabajas con nosotros, no dudes en contactarnos para tener ya tu estudio personalizado con un asesor energético especializado en energía fotovoltaica.