¿Qué són las celulas perc de los paneles solares?

La tecnología de células solares PERC aporta más eficiencia a tus paneles solares y, con ello, un mejor rendimiento.

Si estás leyendo este artículo es porque es posible que te has encontrado en muchos modelos de paneles solares la denominación de células solares con tecnología PERC y te estés preguntando que es exactamente esa referencia.

Lo primero que debes sabes es que se trata de una tecnología que si bien no es novedosa, ha retomado su impulso en los últimos años. Cada vez más fabricantes apuestan por producir placas solares de alta eficiencia y potencia; y la tecnología de células solares PERC ayuda mucho en este sentido.

En Cambio Energético queremos acercarte la tecnología fotovoltaica, para que tengas más elementos a la hora de elegir la placa solar que mejor te conviene. Si tienes alguna duda sobre ahorro energético o autoconsumo fotovoltaico, contacta con nosotros:

Hoy continuamos con nuestra serie de artículos dedicados a conocer las diferentes tecnologías que puedes encontrar para una de los elementos básicos de una placa solar: las células o celdas solares.

Ya te hemos hablado de las células solares de perovskita y sobre las células solares tipo n. En este artículo te hablamos de la tecnología de células solares PERC y de cómo puede ayudar a tu autoconsumo a ser más eficiente.

¿Qué son las células solares PERC?

El acrónimo PERC puede significar Passivated Emitter and Rear Cell (o Emisor pasivado y célula trasera) o Passivated Emitter and Rear Contact (Emisor pasivado y contacto trasero). En esencia, una célula solar PERC es simplemente una celda solar más eficiente; lo que significa que los paneles solares construidos con celdas PERC pueden convertir la luz solar en electricidad utilizable más fácilmente.

Las placas solares fabricadas con células solares PERC normalmente funcionan mejor que los paneles tradicionales, tanto en condiciones de poca luz como en altas temperaturas; condiciones ambas que reducen el rendimiento de las células solares.

Pero la tecnología PERC aumenta la eficiencia mediante la adición de una capa en la parte posterior de una celda solar tradicional; cuestión que mejora la producción de la célula.

¿Es una tecnología novedosa?

La arquitectura PERC en realidad no es ninguna novedad, existe desde 1989. Pero las implementaciones comerciales tuvieron problemas debido al aumento de la degradación inducida por la luz. Sin embargo, con mejoras constantes a lo largo de los años, los módulos PERC ahora tienen una eficiencia más alta que la de los módulos estándar.

Los módulos PERC son cada vez más populares y pueden dominar la cuota de mercado en los próximos años. Y esto se ha visto en la expansión de su uso. La demanda global de producción de paneles solares monocristalinos con células solares PERC aumentó significativamente en un corto período de tiempo. En 2014, la producción de módulos mono PERC aumentó de menos de 1 GW a 64 GW en 2018. Y la previsión es que la producción alcance los 168 GW en 2022.

¿En qué se diferencian las células solares PERC de las estándar?

Una célula solar PERC no es muy diferente, en términos de construcción, de una celda solar fotovoltaica típica. Ambos tipos de tecnología solar utilizan obleas de silicio para generar un flujo de electrones utilizando la radiación solar entrante; y la construcción general de los tipos de células es muy similar.

La principal diferencia entre las celdas PERC y las celdas fotovoltaicas monocristalinas típicas es la integración de una capa de pasivación en la superficie posterior; esta es una capa de material en la parte posterior de las células que brinda tres beneficios principales que aumentan la eficiencia de la celda:

Reflexión de la luz a través de la célula

Una capa de pasivación de la superficie posterior refleja la luz que pasa a través de la celda de silicio sin ser absorbida; esto le da a la celda solar un segundo intento de absorción. Este reflejo de la luz significa que más radiación solar entrante terminará siendo absorbida por la célula de silicio; por lo que la célula solar PERC se vuelve más eficiente.

Reducción de la recombinación de electrones

La adición de una capa de pasivación en la superficie posterior reduce la “recombinación de electrones” en la célula solar. En pocas palabras, la recombinación de electrones es la tendencia de los electrones a recombinarse, lo que provoca un bloqueo en el libre movimiento de electrones a través de la celda solar. Esta inhibición del movimiento de electrones libres conduce a eficiencias celulares menos que óptimas.

En una célula solar PERC, la recombinación de electrones se reduce para aumentar la eficiencia.

Reducción en la absorción de calor

La tercera forma en que una célula solar PERC contribuye a mejorar la eficiencia es gracias al reflejo de ciertas longitudes de onda de luz. Una oblea de silicio en una célula solar solo puede absorber luz en longitudes de onda de hasta 1180 nanómetros (nm); y las ondas de luz de mayor longitud de onda atraviesan el silicio y son absorbidas por la lámina posterior de metal del panel solar, generando calor. Cuando las células solares se calientan, funcionan con eficiencias más bajas.

La capa de pasivación de la superficie posterior de las células solares PERC está especialmente diseñada para reflejar la luz con una longitud de onda superior a 1180 nm; lo que reduce la energía térmica en la célula solar y, en consecuencia, aumenta la eficiencia.

¿Cómo se fabrican las células solares PERC?

Una barrera clásica para la nueva tecnología de celdas solares es el coste de producción de nuevos equipos; y las células solares PERC requieren muy poca inversión monetaria para actualizar el proceso y comenzar a fabricar celdas solares PERC en lugar de celdas solares monocristalinas estándar.

Para producir una célula solar PERC, se necesitan dos pasos de fabricación adicionales:

• Aplicación de la capa de pasivación de la superficie posterior, que está diseñada para reflejar los fotones a través de la capa de silicio.
• Grabado químico/láser para cortar la capa de pasivación de modo que los contactos posteriores puedan alcanzarla. Y se agrega una capa de protección dieléctrica sobre la capa de pasivación para aislar la celda solar.

Estos dos pasos no agregan costes significativos al proceso de fabricación de celdas solares; y el resultado merece la pena: una célula solar de mayor calidad y capaz de producir más energía por metro cuadrado.

Beneficios de las células solares PERC

La principal ventaja de las células solares PERC es que permiten a los fabricantes lograr mayores eficiencias que con las celdas solares estándar. Con el estado actual de la tecnología, es posible lograr hasta un 1% de ganancia absoluta en eficiencia. Si bien hay más pasos en el proceso de fabricación, la ganancia en eficiencia permite disminuir los costes, también a nivel del sistema. Siempre debemos tener en cuenta que el Santo Grial es mejorar la eficiencia y reducir los costos al mismo tiempo. Y la mejora de la eficiencia de las células solares contribuye a la reducción de costes, como veremos.

Más producción por metro cuadrado

Los paneles solares construidos con células solares PERC permiten contar con instalaciones solares más densas en energía; es decir, que produzcan más electricidad por metro cuadrado. Esto significa que puede generar la misma cantidad de energía utilizando menos paneles solares PERC que con más placas solares estándar. En consecuencia, al necesitar menos paneles solares para tu instalación, tus costes pueden reducirse. Además, cuantos menos paneles necesite, más flexibilidad tendrás en tu tejado para colocar tus placas solares. Si el espacio adecuado en el tejado es limitado, el uso de paneles solares PERC o cualquier placa solar de alta eficiencia, puede hacer realidad una instalación solar capaz de generar la energía que necesitas.

Reduce los costes de BOS

Reducir la cantidad de paneles solares que necesitas tiene el beneficio adicional de reducir el balance de costes del sistema (BOS) para la instalación de tu autoconsumo fotovoltaico. Los costes de BOS son generalmente los relacionados con los componentes de la instalación solar que no son los módulos solares en sí. Los inversores, los bastidores y el cableado influyen en los costes de BOS; y cuantos menos paneles necesites, menos componentes complementarios necesitarás también.

Por lo tanto, podemos decir que la tecnología de células solares PERC presenta uno de los mejores potenciales para producir paneles solares de alta eficiencia a precios competitivos.

Desafíos de la tecnología PERC

Al igual que con cualquier tecnología nueva, el desafío detrás de la tecnología PERC es poder escalar la tecnología mientras se controla el proceso. Entre los desafíos relacionados con la tecnología PERC, el principal tiene que ver con la degradación inducida por la luz (LID). La LID es este efecto que hace que una placa solar pierda un porcentaje de su potencia después de la primera exposición a la luz. Y explica por qué los fabricantes con garantías lineales nunca garantizan el 100% de la potencia después del primer año. Debido a los niveles más altos de dopaje comúnmente aplicados en las celdas PERC, el efecto negativo debido a la LID aumenta con la tecnología PERC en comparación con las células estándar con Al-BSF.

Otro tipo de problema que puede ocurrir es la Degradación Inducida por Potencial (PID). Esta sucede cuando existe una diferencia de “potencial eléctrico” entre las placas solares y el resto de elementos existentes en el sistema respecto de la tierra. El resultado es que los paneles solares generan menos energía.

Sin embargo, sabiendo esto, los fabricantes de paneles solares que utilizan esta tecnología suelen incorporan en sus productos medidas para reducir los efectos de LID y PID. Este es el caso, por ejemplo, de las placas solares Hyundai con tecnología singled.

Si cuentas con poco espacio útil en tu tejado y necesitas generar la máxima potencia posible, la tecnología de células solares PERC puede ayudarte a conseguirlo. Si tienes dudas sobre esta u otras tecnologías fotovoltaicas, contacta con nosotros.

En Cambio Energético somos especialistas en energías renovables y autoconsumo fotovoltaico. Si contratas tu instalación con nosotros, te acompañamos en todo el proceso: desde el estudio previo, el diseño y la instalación hasta la tramitación de la subvención y la legalización. Pídenos un presupuesto sin ningún tipo de compromiso. Estaremos encantados de atenderte.