مبدأ وهيكل الألواح الشمسية PERC على الوجهين
الألواح الشمسية ثنائية الوجه PERC (خلية الباعث الخلفية) الشمسية، كما يوحي الاسم، هي ألواح شمسية مصممة لامتصاص الضوء من كلا الجانبين. وقد أدت هذه التكنولوجيا المبتكرة إلى زيادة الكفاءة بشكل كبير على مدى السنوات القليلة الماضية وأثبتت أنها حل ممتاز لصناعة الطاقة الشمسية.
لقد اكتسبت الألواح الشمسية PERC الاهتمام لقدرتها على زيادة كفاءة الخلايا الكهروضوئية (PV). تحتوي تقنية PERC على طبقة تخميل في الجزء الخلفي من الخلية تمنع الإلكترونات من إعادة الاتحاد مع الثقوب. أصبحت هذه التقنية شائعة لأنها تعمل بكفاءة في ظروف الإضاءة المنخفضة مع تقليل المقاومة الكهربائية.
تتضمن عملية تصنيع الخلايا الشمسية ثنائية الجانب PERC من النوع P ما يلي: التركيب، والانتشار، والحفر، والتليين، وترسيب طبقة التخميل الخلفي، والطلاء الخلفي PECVD، وطلاء PECVD الأمامي، وطباعة الشاشة، والتلبيد.
تعتمد تقنية Bifacial PERC على نجاح تقنية PERC بتصميم مبتكر يزيد من كل جزء من الضوء المتاح. على عكس الألواح الشمسية التقليدية التي تمتص الضوء من جانب واحد فقط، يمكن لألواح PERC ثنائية الجانب أن تمتص الضوء من كلا الجانبين، مما يضاعف كمية ضوء الشمس الملتقطة ويزيد من إنتاج الطاقة.
يتكون هيكل الخلية الشمسية PERC من طبقات متعددة من أشباه الموصلات المطعمة بالمعدن (عادةً السيليكون). الجزء الخلفي من الخلية الشمسية PERC عبارة عن طبقة رقيقة جدًا من أكسيد الألومنيوم التي تعمل كطبقة تخميل. تساعد طبقات التخميل على منع العيوب التي تحدث عندما تتلامس الطبقات مع بعضها البعض. تساعد هذه الطبقة على تقليل احتمالية إعادة تركيب الإلكترونات والثقوب، مما يسمح بتدفق أكثر كفاءة للإلكترونات.
يحتوي الجانب الأمامي من خلايا PERC على سطح محكم، يتم إنشاؤه غالبًا باستخدام تقنيات الحفر الكيميائي، مما يساعد على تشتيت الضوء وتقليل الانعكاسات. يحتوي الجزء الخلفي من البطارية على طبقة تخميل تقلل من احتمالية ملامسة الشوائب الموجودة في البيئة، وبالتالي حماية البطارية من التدهور.
تستخدم ألواح PERC ثنائية الوجه آلية فريدة لزيادة كفاءتها. يتم وضع الجزء الخلفي من اللوحة الشمسية بالتوازي مع السطح العاكس لامتصاص الضوء من الجزء الخلفي من اللوحة وزيادة خرج الطاقة للخلية. تحتوي الطبقة السفلية من اللوحة أيضًا على طبقة عاكسة تساعد على زيادة الضوء المنعكس من الأرض.
الآلية الرئيسية لتحسين أداء ألواح PERC ثنائية الجانب هي تقليل فقدان الضوء. في الألواح الشمسية التقليدية، يتم فقدان الضوء الساقط على الجانب غير النشط. ومع ذلك، فإن لوحات PERC ثنائية الجانب تغير هذا عن طريق تحويل المنطقة الخلفية من المكونات السلبية إلى الخلايا النشطة في الدائرة. يؤدي هذا إلى تغيير ديناميكيات الدائرة وستعمل الخلايا الأمامية والخلفية بشكل نشط، مما يؤدي إلى زيادة الإخراج النهائي إلى الحد الأقصى.
أدت كفاءة ألواح PERC ثنائية الجانب إلى اعتمادها السريع في تركيبات الطاقة الشمسية في السنوات الأخيرة. بالإضافة إلى كونها أكثر كفاءة، فهي تأتي في مجموعة متنوعة من الأحجام، مما يجعلها مثالية لكل من المنشآت الصغيرة والكبيرة. يمكن استخدام هذه الألواح في التطبيقات الصغيرة، مثل تزويد القوارب أو الأجهزة بالطاقة، أو في المنشآت الأكبر، مثل حدائق الطاقة الشمسية أو مزارع الرياح.
باختصار، تعد الألواح الشمسية PERC ثنائية الجانب تقنية تغير قواعد اللعبة في صناعة الطاقة الشمسية. تعمل آليتها الفريدة على تحسين أداء الألواح الشمسية التقليدية، وقد أدت كفاءتها إلى اعتمادها السريع من قبل صناعة الطاقة الشمسية في السنوات الأخيرة. إنها مثالية لكل من التطبيقات الصغيرة والكبيرة وقد أثبتت أنها أكثر كفاءة وطويلة الأمد وصديقة للبيئة.