Que représente la technologie PERC pour les cellules des panneaux solaires ?

L'invention de la technologie PERC

En 1881, l'inventeur américain Charles Fritts créa le premier panneau solaire commercial. Avec l'évolution de l'industrie solaire, de nouvelles technologies permettent aux panneaux solaires d'atteindre un niveau de sophistication inégalé. La technologie la plus récente est la technologie PERC (Passivated Emitter and Rear Cell ou Passivated Emitter and Rear Contact). Elle a été développée en Australie dans les années 1980 par le scientifique Martin Green et son équipe de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud. La technologie PERC consiste à ajouter une couche supplémentaire à l'arrière d'une cellule cristalline.
Aujourd'hui, explorons la technologie PERC et découvrons en quoi elle fait la différence. Cellule solaires.

Les cellules solaires cristallines traditionnelles suivent la structure ci-dessous

De haut en bas, la stratification est la suivante :

• Pâte d'argent sérigraphiée pour former les contacts
• Revêtement antireflet
• plaquettes de silicium dopées au bore et diffusées au phosphore qui forment la jonction PN
• Champ de surface arrière en aluminium (Al-BSF)
• pâte d'aluminium sérigraphiée

Structure de stratification des cellules solaires avec technologie PERC

Cellule solaire utilisant la technologie PERC, avec une couche de passivation supplémentaire ajoutée, voir illustration ci-dessous :

L'ajout de cette couche de passivation supplémentaire permet essentiellement aux cellules cristallines d'améliorer la capture de la lumière près de la surface arrière et d'optimiser la capture des électrons.

Quelle différence apportent les cellules solaires PERC par rapport aux cellules solaires traditionnelles ?

La principale différence entre les cellules solaires PERC et les cellules solaires standard réside dans la couche de passivation intégrée à la face arrière de la cellule en silicium cristallin. Cette couche supplémentaire confère trois avantages majeurs.

1. Réduire la recombinaison des électrons

Cette couche de passivation supplémentaire à l'arrière réduit la recombinaison des électrons dans la cellule solaire. En termes simples, la recombinaison des électrons est leur tendance à se recombiner, ce qui entrave leur libre circulation au sein de la cellule. Cette inhibition de la circulation des électrons entraîne une diminution du rendement de la cellule. Dans une cellule solaire PERC, la recombinaison des électrons est réduite afin d'améliorer le rendement.

2. Réflexion de la lumière à travers la cellule

Une couche de passivation située à l'arrière de la cellule réfléchit la lumière qui la traverse sans être absorbée par le silicium, offrant ainsi à la cellule solaire une seconde possibilité d'absorption. Grâce à cette réflexion, une plus grande quantité de rayonnement solaire incident est absorbée par la cellule, ce qui améliore son rendement.

3. Absorption de chaleur réduite

Le troisième avantage d'une cellule solaire PERC réside dans la réflexion de certaines longueurs d'onde. Une plaquette de silicium d'une cellule solaire n'absorbe la lumière que jusqu'à 1180 nanomètres (nm). Les ondes lumineuses de longueur d'onde supérieure traversent le silicium et sont absorbées par la couche métallique arrière du panneau solaire, générant ainsi de la chaleur. Lorsque les cellules solaires chauffent, leur rendement diminue. La couche de passivation de la face arrière des cellules solaires PERC est spécialement conçue pour réfléchir la lumière d'une longueur d'onde supérieure à 1180 nm, réduisant ainsi l'énergie thermique au sein de la cellule et augmentant par conséquent son rendement.

Les cellules solaires PERC sont une technologie photovoltaïque efficace

La technologie PERC réinjecte les photons dans les couches de silicium, ce qui permet à la cellule de produire davantage d'énergie et empêche la recombinaison des électrons. Ces deux avantages se traduisent par une efficacité de conversion énergétique accrue et une réduction de la chaleur dégagée par les modules solaires. Ils garantissent également un meilleur fonctionnement des cellules en faible luminosité, en produisant une tension exploitable avec moins de lumière que les cellules solaires standard.

Enfin, les cellules solaires PERC sont relativement faciles à fabriquer car les fabricants peuvent utiliser la quasi-totalité des équipements et matériaux employés pour la production de cellules solaires traditionnelles moins performantes. La technologie PERC peut être intégrée aux cellules solaires monocristallines et polycristallines, et fonctionne également très bien dans les applications bifaciales.