Con el fin de conseguir una eficiencia superior en los paneles solares fotovoltaicos, los ingenieros se encargan de probar diferentes maneras de fabricar las células fotovoltaicas para que conviertan la mayor cantidad de energía solar en la mayor cantidad de electricidad.
En este trabajo, una de las tecnologías más importantes y maduras para hacerlo es a través de una tecnología conocida como PERC, que quiere decir “Passivated Emitter and Rear Contact”, y también se llama a veces “Passivated Emitter and Rear Cell”.
La mayoría de las personas no nos preocupamos por el PERC, pero resulta fundamental saber que se está convirtiendo en una forma muy popular para la fabricación de células solares fotovoltaicas. Se trata de una manera fácil y a la vez rentable de conseguir una producción de energía superior en la misma cantidad de espacio.
Si tienes un presupuesto para instalar energía solar fotovoltaica y te surgen dudas sobre los diferentes módulos solares fotovoltaicos y sus precios, es posible que estés interesado en conocer de cerca cómo se comparan los paneles solares PERC de elevada eficiencia con otros modelos de paneles solares.
¿Qué son las células solares PERC?
La tecnología PERC es una nueva manera muy utilizada para mejorar la eficiencia de las células solares fotovoltaicas mediante la captura de la mayor cantidad de fotones que sean posibles sin cambiar apenas el funcionamiento de una célula solar.
En las células solares normales fabricadas en silicio cristalino, la electricidad tiene lugar cuando los fotones chocan con una capa de silicio, desprendiendo los electrones que se van dirigiendo a fluir a lo largo de un cable. Por lo general, las células solares modernas de silicio monocristalino pueden convertir en electricidad entorno al 19 y al 20% de los fotones entrantes, pero algunos de estos fotones atraviesan el material de silicio sin excitar electrones.
En el momento en el que estas células se incorporan a un panel solar, los fotones que no están convertidos pueden chocar con la capa posterior de aluminio y convertirse en calor, hecho que reduce la eficiencia de la célula. Otros tipos de fotones excitan electrones y acaban recombinándose sin pasar por los cables de la célula, es decir, estos fotones no generan electricidad alguna.
Para fabricar una célula solar PERC, el fabricante hace uso de células de silicio monocristalino de tipo convencional y les agrega una capa pasivante en su parte posterior que está diseñada para reflejar los fotones a través de la capa de silicio. A continuación, las células se micrograban con productos químicos o bien, con un láser que atreviese esta capa que ha sido añadida y que los contactos posteriores puedan llegar a ella. Sobre esta capa de añade una capa de modo dieléctrica para aislar la célula solar.
En el momento en el que incorporan a un panel solar, estas capas pasivantes y el recubrimiento se impiden que dichos electrones lleguen al contacto posterior sobre el que se han dispuesto las células solares. La tecnología de las células PERC hace que el silicio sea capaz de captar más fotones, lo que se traduce en que cada célula produce una mayor cantidad de electricidad de la que podría producir sin estas capas de PERC. En cuanto al rendimiento máximo de las células PERC es aproximadamente de un 23% frente a un 21% de las células convencionales de silicio monocristalino.
Ventajas e inconvenientes de la tecnología PERC
La tecnología de tipo PERC no es algo nuevo en el mercado, ya que se inventó en el año 1983 de mano del científico australiano Martín Green y por su equipo de la Universidad de Nueva Gales del Sur.
Los módulos solares que están disponibles en el mercado y que están fabricados con tecnología de células solares de tipo PERC son prácticamente nuevos ya que los científicos han tenido que resolver ciertos problemas de manera previa a sacar esta tecnología al mercado.
Ventajas
Como se ha descrito en la lineas anteriores, la tecnología de tipo PERC refleja los fotones en las capas de silicio, ello provoca que la célula produzca una mayor energía y se evite una recombinación de los electrones. Estas dos ventajas se traducen en una mayor eficiencia en la conversión de la energía y una disminución del calor en los paneles solares.
También, se garantiza que las células funcionen mejor con poca luz, ya que producen una tensión significativa con menos luz que las células solares convencionales.
Las células solares fotovoltaicas de tipo PERC son relativamente fáciles de fabricar ya que los fabricantes pueden usar casi todos los mismos equipos y materiales que utilizan para la fabricación de células solares menos eficientes. La tecnología PERC puede añadirse tanto a las células solares fotovoltaicas de tipo monocristalinas como policristalinas, y también funciona bien en módulos solares bifaciales.
Esta facilidad de fabricación ha traído a un fuerte aumento de la producción de células solares PERC desde 2010 y, según el grupo alemán de ingeniería mecánica VDMA, las tecnologías mono PERC y similares representan ahora más del 60% del mercado mundial de células solares fotovoltaicas.
Inconvenientes
Los desventajas de las células solares fotovoltaivas PERC se han ido solventando en gran medida en los últimos años, pero es fundamental señalar por qué el PERC no se puso de moda cuando se inventó, es decir, en los años 80. La principal preocupación de esta tecnología es un problema que se conoce como degradación inducida por la luz (LID) y que tiene lugar en todas las células solares fotovoltaicas de silicio, pero puede ser especialmente pronunciada en las células solares fotovoltaicas PERC.
La LID tiene lugar cuando el boro de la capa positiva de silicio y el oxígeno se combinan, y se provocar una pequeña e inmediata reducción de la capacidad de generación de energía. Dicho problema puede ser peor en las células solares fotovoltaicas PERC, que suelen tener boro adicional, pero todas las empresas que producen y usan células solares PERC han ideado formas de combatirlo.
Otro de los problemas que puede darse en todas las células solares fotovoltaicas de silicio es conocido como Degradación Inducida por el Potencial (PID), que puede darse en el momento en el que existe una diferencia de energía potencial entre las células solares y los materiales de un módulo solar y el suelo.
Es muy complejo, pero existe una norma internacional para la construcción de módulos solares fotovoltaicos que los fabricantes pueden seguir, y todos los fabricantes que se precien han utilizado y seguido en sus propias medidas contra la PID.
Lo mejor es que elijas un fabricante de módulos solares de alta calidad y leas las medidas que toma para mitigar el PID y el LID.
Alternativas a la tecnología PERC
El PERC es una de las tecnologías y de las formas más fáciles y rentables que se han desarrollado para mejorar la eficiencia y el rendimiento de las células solares fotovoltaicas.
Como se ha comentado, dicha tecnología tiene sus inconvenientes, y superarlos no es un proceso sencillo. Además, el PERC es una tecnología relativamente madura y no puede emplearse para aumentar la eficiencia mucho más que las células de gama alta existentes.
Por ese motivo, muchos fabricantes de energía solar utilizan alternativas al PERC, cada una con sus propias ventajas e inconvenientes.
Hay otras tecnologías que se usan actualmente para aumentar la eficiencia de las células solares: Contacto pasivo de óxido de túnel (TOPCon), heterojunción (HJT) y perovskitas.
Como hemos mencionado anteriormente, estos paneles solares son más eficientes que los módulos solares tradicionales, lo que significa que producirán más electricidad en la misma superficie. Si cuenta con poco espacio y necesita aprovecharlo al máximo para generar energía, los modernos paneles solares PERC de un fabricante de garantía seguramente serán una de tus mejores opciones.