Tecnologia de Células Fotovoltaicas PERC

A participação dos módulos fotovoltaicos PERC está crescendo no mercado, mas você sabe o que é a tecnologia de células PERC e quais são suas vantagens? Conheça o funcionamento e algumas das características dessa tecnologia.

Um módulo fotovoltaico padrão possui duas camadas de silício, normalmente chamadas de camadas “tipo-n” e “tipo p” por seus comportamentos de carga negativo e positivo, respectivamente. A energia elétrica é produzida quando a radiação solar atinge as células fotovoltaicas, liberando os elétrons na camada “tipo-n”, que são aceitos pela camada “tipo-p”, criando um campo elétrico na junção das duas camadas.

Uma seção transversal simplificada de uma célula fotovoltaica de silício. A radiação solar (laranja) atinge a célula, liberando os elétrons (azul) no material de silício. Os elétrons que chegam ao contato elétrico podem então fluir através de um circuito conectado, fornecendo energia elétrica. Fonte: Aurora Solar

As células fotovoltaicas de silício convencionais apresentam algumas perdas de eficiências. O primeiro tipo de perda está relacionado com a captura ineficiente da radiação solar; a radiação solar pode ser refletida pela própria célula, bloqueada por fios ou ainda percorrer toda a célula e se converter em calor, reduzindo a eficiência de conversão da célula. Outro tipo de perda é decorrente do movimento aleatório dos elétrons liberados pela radiação solar, que podem se recombinar com na parte frontal e traseira ou, às vezes, deixar de passar pelo circuito.

No interior da célula solar, alguma eficiência é perdida quando a radiação solar não é convertida em elétrons, ou os elétrons resultantes não chegam à parte traseira para contato. Pesquisas são feitas constantemente para reduzir essas perdas. Fonte: Aurora Solar

Algumas das perdas podem ser reduzidas com o uso de tecnologia. Por exemplo, a adição de uma camada de passivação frontal impede a recombinação frontal e evita parte da reflexão. Para evitar a movimentação indesejada de elétrons através da célula até o contato traseiro, é possível adicionar uma camada de campo de superfície traseira.

Entretanto, ainda existem algumas dificuldades para o gerenciamento da conversão da radiação solar em calor na parte traseira do módulo e também da recombinação na parte traseira do módulo.

A maioria dos módulos de silício possui camadas que ajudam a evitar perdas; a camada frontal reduz as perdas de reflexão e também evita que os elétrons sejam perdidos na borda frontal. O campo da superfície traseira repele os elétrons, reduzindo o número que chega ao contato traseiro. Fonte: Aurora Solar

Módulos fotovoltaicos PERC

PERC significa “emissor passivo de contato traseiro” ou “célula traseira”. Os módulos fotovoltaicos PERC são construídos com células PERC, que possuem uma camada adicional na parte de trás das células tradicionais. Essa camada adicional permite que mais radiação solar seja capturada e transformada em eletricidade, tornando as células PERC mais eficientes que as células tradicionais. Os módulos PERC também são capazes de reduzir a recombinação traseira e evitar que comprimentos de onda mais longos se transformem em calor, que prejudicaria o desempenho da célula.

A tecnologia PERC existe desde 1989, mas as implementações comerciais tiveram problemas devido ao aumento da degradação induzida pela luz. No entanto, com melhorias constantes ao longo dos anos, os módulos PERC agora têm uma eficiência 1 ponto percentual superior à dos módulos padrão. Dado que um módulo padrão normalmente tem uma eficiência de 20%, um sistema usando módulos PERC irá gerar cerca de 5% a mais de energia do que um sistema usando módulos padrão, tudo o mais sendo igual.

Como outros módulos de alta eficiência, os módulos PERC podem ser usados para maximizar a produção em uma área limitada. Fonte: Aurora Solar

Produção dos módulos PERC

Os módulos solares PERC são estruturalmente bastante similares a outros módulos de silício disponíveis no mercado, o que é uma vantagem para os fabricantes.

Embora haja algum custo adicional para produzir as novas camadas de proteção de contato traseiro e passivação, os fabricantes de módulos podem reutilizar amplamente os equipamentos de fabricação existentes.

Com base nos relatórios de custo da NREL e da PV Magazine, os módulos PERC custam aproximadamente o mesmo, por watt, para serem fabricados como módulos de silício tradicionais. Os módulos PERC podem custar um pouco mais do que os tradicionais, mas têm uma eficiência e potência um pouco mais altas.

Tipos de módulos PERC

Células mono PERC

As células fotovoltaicas monocristalinas são cortadas de um único pedaço de silício, tornando-as mais eficientes do que os módulos policristalinos. Para aumentar essa eficiência, as camadas PERC também podem ser adicionadas.

Células poli PERC

As células policristalinas são uma mistura de fragmentos de silício e são menos eficientes que as células monocristalinas, mas uma opção de célula fotovoltaica mais acessível. Assim como as células mono, adicionar uma camada PERC aumenta significativamente a eficiência das células poli. No entanto, as células poli PERC não estão desfrutando do mesmo grau de utilização que as mono PERC.

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