En este artículo profundizaremos sobre una tecnología que comienza a dominar el mercado de los módulos fotovoltaicos, la tecnología PERC.
¿Qué es la tecnología PERC?
PERC = Passivated Emitter Rear Cell
O lo que es lo mismo, colocar una capa reflectante (Dielectric Layer) para aprovechar al máximo la radiación. ¿Ya está? ¿Así de sencillo? Bueno, en realidad la tecnología es un poco más compleja, pero como veremos, comprenderéis fácilmente por que empieza hacerse un hueco en el mercado actual.
¿Cómo es una célula fotovoltaica convencional?
La célula fotovoltaica estándar habitual está formada básicamente por 3 capas de distintas propiedades eléctricas.
- Capa Emisora: Se trata de la capa de silicio situada en la superficie superior de la célula, es decir, la zona más expuesta a la radiación.
- Capa Base: Capa intermedia de silicio que se encuentra en contacto con la capa emisora y la capa de aluminio.
- Back Surface Field: Superficie inferior de aluminio. Se trata de la zona más profunda de la célula.
Ahora bien, como todos aprendimos en el colegio, la luz es una onda electromagnética que puede tener distintas longitudes de onda.
Imagen 1: Representación de la distintas longitudes de onda que componen la luz.
Teniendo en cuenta el espectro de luz visible, nos fijaremos en los dos extremos.
Una gran parte de la luz azul o longitud de onda “corta” es absorbida por la atmósfera, sin embargo, la cantidad restante llega a la célula con energía baja, con lo cual únicamente podrá penetrar en la capa superior de la célula (emisora) generando electrones en ella y, por tanto, corriente eléctrica.
La luz roja que presenta una longitud de onda mayor no es absorbida por la atmósfera y llega con un mayor nivel de energía a la célula, de este modo puede penetrar en ella llegando a la capa base donde también generará corriente.
Sin embargo, no son estas las únicas longitudes de onda que llegan a nuestra célula. La luz infrarroja, llega a penetrar incluso por debajo de la capa base, llegando a la capa inferior (BSF), perdiendo esta energía.
¿Cómo es una célula fotovoltaica PERC?
Pues bien, si colocamos un material dieléctrico pasivo entre la capa de aluminio y la capa base de silicio, podemos conseguir que estos 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.
Figura 2: Representación de las distintas capas de una célula convencional y PERC (Fuente: REC)
Figura 3: Funcionamiento de una célula convencional y PERC (Fuente: REC)
Este aprovechamiento de la luz infraroja le proporciona a la célula PERC una mayor “sensibilidad” ante longitudes de onda larga.
¿Qué ventajas tienen los módulos PERC?
Normalmente estas longitudes de onda están más presentes cuando el sol incide con cierta inclinación, es decir durante las primeras y últimas horas del día o durante los días nublados con radiación baja.
Esto permite que los módulos con tecnología PERC presenten una eficiencia superior al resto de módulos convencionales (tanto monocristalinos como policristalinos).
Figura 4: Comparación de eficiencia con distintos valores de irradiancia (Fuente: JA Solar)
Pero no queda aquí la cosa. Longitudes de onda superiores a la infraroja no pueden penetrar en las células fotovoltaicas, bueno, más bien no pueden generar energía, pero estas ondas llegan directamente a la capa de aluminio inferior en las células convencionales, siendo absorbidas por ésta y aumentando la temperatura del módulo, de modo que, genera un efecto negativo sobre la producción al aumentar la temperatura. Sin embargo, en las células PERC, estas ondas son reflectadas enviándolas fuera del panel y consiguiendo, por tanto, una temperatura menor.
Figura 5: Temperatura de los módulos fotovoltaicos en función de su tecnología (Fuente: Longi)
Por último, la pasivación del material dieléctrico evita que los electrones puedan “escaparse” hacia la capa de aluminio, permitiendo de este modo una mejor circulación entre las capas base y emisora de silicio.
En resumen, la tecnología PERC ofrece dos ventajas significativas:
- Mayor producción con irradiancia baja.
- Menor coeficiente de temperatura.
Actualmente, el fabricante Longi posee el record de eficiencia en células monocristalinas PERC situándolo en un 23,6%.
¿Qué pensáis? ¿Creéis que esta tecnología se impondrá en nuestras instalaciones fotovoltaicas?
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