سلول دو شیشه ای PERC یک پیشرفت مهم تکنولوژیک در زمینه فتوولتائیک فعلی است. این ظرفیت تولید انرژی کارآمد سلول های PERC و دوام ماژول های دو شیشه ای را ترکیب می کند و به طور گسترده در محیط های مختلف پیچیده استفاده می شود. ساختار فنی سلول های دو شیشه ای PERC عمدتا شامل ساختار هسته سلول PERC و ساختار بسته بندی دو شیشه ای است. این دو مکمل یکدیگر هستند و راندمان تبدیل فوتوالکتریک، مقاومت مکانیکی و مقاومت محیطی سلول را تا حد زیادی بهبود می بخشند.
1. ساختار هسته سلول PERC
فناوری PERC پیشرفتی در سلول‌های خورشیدی سیلیکونی کریستالی سنتی است که بر طراحی بهینه پشت سلول تمرکز دارد. ساختار فنی هسته سلول های PERC عمدتاً از بخش های زیر تشکیل شده است.
لایه غیرفعال سازی امیتر: سلول های PERC دارای یک لایه غیرفعال به پشت هستند که معمولاً از اکسید آلومینیوم یا مواد نیترید سیلیکون تشکیل شده است. عملکرد اصلی این لایه غیرفعال، کاهش بازترکیب سطح سلول و بهبود راندمان انتقال حامل ها است. این لایه از مواد غیرفعال می تواند بخشی از نور خورشید را که از سلول می گذرد منعکس کند و از این فوتون ها برای افزایش میزان جذب نور استفاده مجدد کند. در همان زمان، لایه غیرفعال همچنین می تواند به طور موثری از دست دادن الکترون های سطحی را کاهش دهد و ولتاژ مدار باز سلول را افزایش دهد.
میدان سطح پشتی (BSF): میدان سطح پشتی یکی دیگر از ساختارهای کلیدی سلول های PERC است. با تشکیل یک سد الکترونی در پشت سلول، BSF می تواند از فرار حامل های اقلیت از سلول جلوگیری کند و در نتیجه از دست دادن نوترکیبی حامل ها را کاهش دهد. این طراحی تا حد زیادی بازده تبدیل فوتوالکتریک سلول را بهبود می بخشد، به ویژه در زیر نور مادون قرمز با طول موج بلند، عملکرد سلول های PERC حتی بهتر است.
لایه جلویی ضد انعکاس: به منظور افزایش بیشتر راندمان جذب نور، قسمت جلویی سلول PERC معمولاً با یک پوشش ضد انعکاس پوشانده می شود که معمولاً از مواد نیترید سیلیکون ساخته می شود. این پوشش می تواند انعکاس نور خورشید را بر روی سطح سلول کاهش دهد و میزان نور ورودی به ویفر سیلیکونی را افزایش دهد و در نتیجه راندمان تبدیل فوتوالکتریک سلول را بهبود بخشد.
ساختار بسته بندی دو شیشه ای: علاوه بر فناوری هسته سلول های PERC، یکی دیگر از ویژگی های کلیدی سلول های دو شیشه ای PERC استفاده از ساختار بسته بندی دو شیشه ای است. این طراحی بسته بندی نه تنها پایداری و عمر مفید ماژول سلولی را بهبود می بخشد، بلکه می تواند بهتر با شرایط محیطی پیچیده سازگار شود.
2. ساختار دو شیشه ای سلول های دو شیشه ای PERC به استفاده از شیشه سکوریت شده در دو طرف سلول برای بسته بندی اشاره دارد. در مقایسه با ماژول های تک شیشه ای سنتی، ماژول های دو شیشه ای بادوام تر هستند، می توانند استرس مکانیکی بیشتری را تحمل کنند و به راحتی تحت تأثیر محیط خارجی قرار نمی گیرند. این طراحی به طور موثر آسیب های وارد شده به باتری را در اثر عوامل خارجی مانند انبساط و انقباض حرارتی، فرسایش باد و شن و ماسه و نفوذ رطوبت کاهش می دهد و در نتیجه عمر باتری را افزایش می دهد.
لایه فیلم EVA: در ساختار دو شیشه ای، ویفر سیلیکونی باتری PERC بین دو تکه شیشه سکوریت قرار گرفته و توسط فیلم EVA (کوپلیمر اتیلن وینیل استات) محصور شده است. فیلم EVA می تواند از ویفر سیلیکونی باتری محافظت کند و از نفوذ رطوبت و ناخالصی های خارجی جلوگیری کند. در عین حال، شفافیت نوری خوبی دارد تا اطمینان حاصل شود که انرژی نور می تواند به طور موثر منتقل شود. علاوه بر این، انعطاف پذیری فیلم EVA می تواند نیروی ضربه ماژول را در هنگام حمل و نقل و نصب جذب کند و از آسیب دیدن ویفر سیلیکونی باتری جلوگیری کند.
طراحی قاب: فریم باتری های دو شیشه ای PERC معمولا از آلیاژ آلومینیوم یا سایر مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته می شوند. این قاب‌ها نه تنها پشتیبانی مکانیکی از اجزای باتری را فراهم می‌کنند، بلکه از نفوذ رطوبت و سایر آلاینده‌ها از طرفین به قطعات جلوگیری می‌کنند و باعث بهبود بیشتر آب‌بندی و عمر مفید قطعات می‌شوند. در قطعات دو شیشه با طراحی بدون قاب، انتخاب مواد آب بندی نیز بسیار حیاتی است. معمولاً از سیلیکون یا پلیمر با استحکام بالا برای کپسوله‌سازی استفاده می‌شود تا از آب‌بندی و عملکرد محافظتی باتری اطمینان حاصل شود.
