Công nghệ PERC là viết tắt của Passivated Emitter and Rear Cell. PERC giúp cải thiện hiệu suất của tấm pin bằng cách cho phép các electron di chuyển dễ dàng hơn dồng thời tăng độ phản xạ ánh sáng mặt sau của cell pin mặt trời.
Hiện tại, khoảng 1/4 các tấm pin mặt trời sản xuất mới là PERC và con số này có thể đạt tới 50% vào năm 2020. Công nghệ PERC tăng khá ít chi phí sản xuất tấm pin nhưng lại giúp cải thiện hiệu suất của chúng lên khoảng 1%.
Cell Pin mặt trời hoạt động như thế nào ?
Hầu hết các tấm pin mặt trời sử dụng các tế bào loại P trong khi một số tấm pin hiệu suất cao với chi phí cao hơn sử dụng các loại tế bào N.
Khi ánh sáng chiếu vào các nguyên tử silicon trong cell pin mặt trời. Nó tạo các electron tự do. Những electron này tích điện âm và các nguyên tử mất electron trở nên tích điện dương. Electron và lỗ trống sẽ có khuynh hướng kết hợp lại với nhau để trung hòa điện tích. Vì sự trung hòa điện tích giúp cho các nguyên tử đạt được tính bền vững cao hơn.Tuy nhiên cấu tạo của Cell sẽ làm tập trung các electron ở một bên và không thể đi đến vị trí các lỗ trống ở một bên khác.
Với các cell loại P (loại cell phổ biến nhất hiện nay). Lớp nền của cell có điện tích dương và bề mặt là điện tích âm. Lớp silicon ở bề mặt trên cùng nơi các electron tập hợp được gọi là cực phát. Vì các electron âm ở trên cùng bị chặn không đi đến các lỗ trống mang điện tích dương bên dưới. Vì thế chúng đi qua một lưới dây dẫn mảnh ( busbar ) trên bề mặt cell và tiếp tục di chuyển cho đến khi chúng đến lớp nền của tấm pin . Khi các electron di chuyển chúng cung cấp điện năng để chúng ta sử dụng thắp sáng đèn, máy tính xách tay, Inverter điện mặt trời và nhiều tính năng khác.
Nhưng nếu các electron và lỗ trống kết hợp lại ở các vị trí nằm phía dưới busbar, trên bề mặt hoặc dưới lớp nền của cell. Nó sẽ làm giảm điện áp và giới hạn công suất phát của cell. Hiệu ứng này có thể được giảm bớt bằng cách sử dụng lớp thụ động hóa (Passivated), đó là những gì viết tắt trong chữ cái đầu tiên của PERC.
P có nghĩa là thụ động hóa (Passivated)
Thụ động hóa tạo ra là quá trình tạo ra một lớp vật liệu oxy hóa. Lớp này nằm dưới các busbar của cell và thường là oxit nhôm. Ở lớp nền của cell nó là oxit nhôm hoặc oxit silic, tiếp theo là một lớp silicon nitride.
Ở mặt sau của cell, các cực kim loại vẫn cần chạm vào phần silicon của cell. do đó người ta sử dụng tia laser để cắt các lỗ trên lớp thụ động ở mặt sau để đưa cực kim loại vào.
Lớp thụ động giúp cho tấm pin nhận được nhiều ánh sáng hơn
Giúp các electron di chuyển tốt hơn chưa phải là lợi thế duy nhất của lớp thụ động. Nó cũng làm tăng lượng ánh sáng phản chiếu từ đáy cell. Khi ánh sáng chạm vào một nguyên tử silicon và tạo ra một electron tự do trên đường đi vào cell. Cell sẽ có thể tạo ra electron thứ hai khi ánh sáng đập ngược trở lại trên đường phản xạ.
Nguồn ảnh: solarquotes.com.au
Hầu như tất cả các cell pin mặt trời đều có một lớp phản chiếu ở đáy thường là nhôm. Nhưng vì chỉ số khúc xạ của silic cao hơn thủy tinh nên độ phản xạ thu được khoảng 89% không cao như một chiếc gương bằng nhôm thông thường. Việc đặt lớp thụ động với chỉ số khúc xạ thấp hơn giữa silicon và nhôm có thể tăng độ phản xạ gần với mức tối đa lên đến 98%. Điều này giúp tăng hiệu suất phát điện của tấm pin năng lượng mặt trời.
Suy thoái cảm ứng ánh sáng (LID) có thể lớn hơn
Suy thoái cảm ứng ánh sáng hoặc LID làm giảm hiệu suất của các tấm pin mặt trời loại P khoảng 3% (VD: tấm pin 17% sẽ suy giảm 17-17×0.03=16.5%) sau vài ngày đầu tiên khi tấm pin hoạt động ở ngoài trời. Đối với các tấm pin PERC, LID có thể làm hiệu suất suy giảm nhiều hơn, nhưng chưa đủ để loại bỏ các lợi ích của PERC.
LID có thể được loại bỏ bằng cách sử dụng pin mặt trời loại N. Nhưng chúng đắt hơn so với các tấm pin loại P.
Các tấm pin mặt trời PERC xuất hiện lần đầu tiên vào khoảng năm 2012 nhưng phải mất vài năm sau các nhà sản xuất mới hoàn thiện quy trình và giảm chi phí sản xuất. Trong một hai năm vừa qua tấm pin PERC đã thực sự đã có bước chuyển mình lớn. Hiện tại có lẽ 1/4 tấm pin mới được sản xuất sử dụng công nghệ PERC. Con số này dự kiến có thể đạt đến 50% vào năm 2020.
Đừng quá đặt nặng công nghệ PERC
Mặc dù PERC làm tăng hiệu suất các tấm pin và đang trở nên phổ biến hơn. Nhưng bạn không cần phải quá lo lắng về việc liệu các tấm pin của bạn có phải là PERC hay không.
Có những điều quan trọng hơn bạn cần phải cân nhắc khi chọn tấm pin mặt trời như sau:
- Các tấm pin có nằm trong danh sách Tier-1 hoặc là sản phẩm của một nhà sản xuất đáng tin cậy?
- Tấm pin sẽ được bảo hành trong bao lâu?
- Các tấm pin có các tính năng đặc biệt như tối ưu hóa từng tấm pin hay khả năng tối ưu các cell riêng biệt khi bị che bóng ?
Nguồn ảnh : mcelectrical.com.au
Hiệu suất của các tấm pin chỉ thật sự quan trọng khi bạn có một không gian mái hạn chế hoặc bạn muốn để dành các khoảng không gian trống và sử dụng chúng trong tương lai.
