case study
o que é a tecnologia PERC? Neste artigo abordaremos uma tecnologia que começa a dominar o mercado dos módulos fotovoltaicos, a tecnologia PERC. Fernando Nevado AS Solar Ibérica de S.E.A., S.L.
PERC = Passivated Emitter Rear Cell Será o mesmo que colocar uma capa refletora (Dielectric Layer) para aproveitar ao máximo a radiação? Na realidade é uma tecnologia um pouco mais complexa mas que está a implementar-se com força no mercado atual.
No entanto estes não são os únicos comprimentos de onda que atingem a nossa célula. A luz infravermelha chega mesmo a penetrar abaixo da camada de base, atingindo a camada superior (BSF), e perdendo essa energia.
Como é uma célula fotovoltaica convencional? A célula fotovoltaica standard consiste basicamente em 3 camadas com diferentes propriedades elétricas. • Camada emissora: é uma camada de silício localizada na superfície superior da célula, ou seja, a zona mais exposta à radiação. • Camada base: camada intermédia de silício que se encontra em contacto com a camada emissora e a camada de alumínio. • Back Surface Field: superfície inferior do alumínio. É a parte mais profunda da célula.
Como é uma célula fotovoltaica PERC? Se colocarmos um material dielétrico passivo entre a camada de alumínio e a camada base de silício podemos conseguir que estes eletrões de luz infravermelha não penetrem até à camada de alumínio, mas que sejam refletidos e permitam gerar corrente entre a camada base e a emissora.
E como todos aprendemos na escola: a luz é uma onda eletromagnética que pode ter diferentes comprimentos de onda.
Figura 2 Representação das diferentes camadas de uma célula convencional e PERC (Fonte: REC).
Figura 1 Representação dos diferentes comprimentos de onda que compõem a luz.
Tendo em conta o espetro de luz visível podemos olhar para os dois extremos. Uma grande parte da luz azul ou o comprimento de onda “curta” é absorvido pela atmosfera, no entanto a restante quantidade chega à célula com uma baixa energia, com a qual apenas poderá penetrar na camada superior da célula (emissora), gerando eletrões na mesma e, por isso, corrente elétrica. A luz vermelha, que apresenta um comprimento de onda maior, não é absorvida pela atmosfera e chega com um maior nível de energia à célula, e deste modo pode penetrar nesta, chegando à camada base onde também irá gerar corrente. 58
Figura 3 Funcionamento de uma célula convencional e PERC.
Este aproveitamento da luz infravermelha irá proporcionar à célula PERC uma maior “sensibilidade” perante longos comprimentos de onda. Quais as vantagens dos módulos PERC? Normalmente estes comprimentos de onda estão mais presentes quando o sol bate com uma determinada inclinação, ou seja durante as primeiras e as últimas horas do dia ou durante os dias com céu nublado e com pouco sol.
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Figura 4 Comparação de eficiência com diferentes valores de radiância.
Isto permite que os módulos com tecnologia PERC apresentem uma eficiência superior perante os outros módulos convencionais (tanto monocristalinos como policristalinos). Os comprimentos de onda superiores ao infravermelho não podem penetrar nas células fotovoltaicas, e não podem gerar energia, mas estas ondas chegam diretamente à camada de alumínio inferior das células convencionais, sendo absorvidas por esta e aumentando a temperatura do módulo de modo que gera um efeito negativo sobre a produção ao aumentar a temperatura. No entanto, nas células PERC estas ondas são refletidas, enviando-as para fora do painel e, assim, conseguem atingir uma temperatura mais baixa.
Figura 5 Temperatura dos módulos fotovoltaicos em função da sua tecnologia.
Por último, a passivação do material dielétrico evita que os eletrões possam “escapar” para a camada de alumínio, permitindo assim uma melhor circulação entre as camadas base e as camadas emissoras de silício. Ou seja, e em resumo, a tecnologia PERC oferece duas vantagens competitivas: • Maior produção com uma baixa radiância; • Menor coeficiente de temperatura. Atualmente o fabricante Longi possui um registo de eficiência em células monocristalinas PERC, situando-se em 23,6%. Acha que esta tecnologia deve ser imposta às nossas instalações fotovoltaicas? AS Solar Ibérica de S.E.A., S.L. Tel.: +351 929 010 590 info-pt@as-iberica.com � www.as-iberica.com