Tecnología PERC: Innovación y eficiencia en la energía solar

Dado que las superficies en los tejados no son ilimitadas, los proyectos de autoconsumo deben optimizar su espacio contando con los paneles solares más eficientes del mercado. Este es uno de los motivos por los que los grandes fabricantes de módulos fotovoltaicos trabajan de manera ardua en la búsqueda de tecnologías que mejoren la eficiencia y aumenten la potencia de sus equipos. Aunque la tecnología PERC no es nueva, ha ganado mucho protagonismo en los últimos años y es una de las que más cuota de mercado está copando. En este artículo nos adentramos en ella para entender cuáles son sus ventajas y características.

¿Qué son las células solares PERC y cómo funcionan? 

Se entiende por PERC (Passivated Emitter Rear Cell, por sus siglas en inglés), las celdas solares a las que, durante su proceso de fabricación, se les ha añadido una capa adicional que refleja parte de la luz que ha conseguido traspasarla pero que no se ha podido captar inicialmente, resultando en un aumento de la eficiencia.

Mientras que las celdas tradicionales están formadas por tres capas, la emisora, la base y la inferior o posterior, las células PERC suman una cuarta (capa reflectante o pasiva) ubicada entre la capa base y la posterior, y que permite reflejar de nuevo hacia la capa emisora parte de los fotones que la han atravesado en un inicio. Esto hace que se aproveche la luz “sobrante” gracias a su rebote en la placa dieléctrica/reflectante, algo que en las células solares tradicionales no ocurre.

De este modo, la capa intermedia formada con un material dieléctrico (que no conduce la electricidad), tiene el objetivo de evitar que la luz infrarroja no atrapada alcance la capa posterior. En lugar de absorberse en la última capa del panel, los PERC permiten crear un flujo de corriente entre la capa base y la emisora.

El fundamento de esta característica de las celdas PERC es el aprovechamiento de ciertas longitudes de onda presentes en la luz. Mientras que una parte llega a la capa emisora y se produce el flujo eléctrico ahí, la luz infrarroja no llega a la capa final gracias al material dieléctrico, algo que resulta en un importante beneficio que veremos a continuación.

Ventajas y beneficios de las células solares PERC 

Contar con esta capa que aprovecha un extra de fotones no captados en el panel tradicional supone una serie de ventajas que han posicionado a la tecnología PERC como una de las más atractivas.

En primer lugar, la eficiencia mejora respecto a la de celdas solares tradicionales por el hecho antes explicado. A mismo nivel de irradiancia impactando en un panel, el PERC aprovechará una mayor cantidad de fotones, con lo que su rendimiento siempre será mayor que una celda tradicional por metro cuadrado.

En segundo, como hemos visto anteriormente, tienen un menor coeficiente de temperatura ya que la luz infrarroja no llega a la capa posterior, por lo que no calienta esta parte de la celda solar. Si la temperatura no aumenta, el rendimiento se mantiene, y es que como hemos visto en anteriores entradas de este blog, el calor no es un buen aliado de la tecnología.

La tercera gran ventaja es que los módulos PERC consiguen un buen rendimiento aunque los niveles de radiación solar no sean altos, es decir, tienen una mayor producción con irradiancia baja en comparación con paneles tradicionales. A primera hora del día o cuando el cielo está nublado, los módulos convencionales tienen un rendimiento menor que los PERC debido a que no pueden aprovechar ciertas longitudes de onda, como hemos visto antes.

Por lo general, las celdas solares PERC tienen una eficiencia superior al 20% y una vida útil cercana a los 25 años.

Proceso de fabricación de las células solares PERC 

Una de las ventajas de la fabricación de este tipo de celdas solares es que no requiere un coste extra importante, dando que el proceso de producción es similar con la salvedad de que se añaden dos pasos.

El primero es la incorporación de la capa pasiva o reflectante, que será encargada de reflejar la luz para que no incida en la capa posterior. El segundo es el grabado con láser para abrir pequeños huecos en la capa de pasivación para añadir el material dieléctrico que la aísle.

Ahorro e inversión de la tecnología PERC 

Aunque la inversión inicial en los PERC pueda ser ligeramente superior a la de los convencionales por tratarse de una tecnología más avanzada, el hecho de que produzcan más energía por metro cuadrado gracias a su mayor eficiencia suele asegurar el retorno a la inversión en plazos de tiempo más cortos que los paneles estándar, siempre teniendo en cuenta las características del proyecto en el que se instalen.

Incluso al necesitar menos paneles, el coste inicial de la instalación puede incluso ser menor. Esto conlleva otra ventaja, la flexibilidad para instalarlos en tejados de dimensiones pequeñas, limitadas o con inclinaciones diferentes.

Desafíos de la tecnología PERC 

No obstante, la tecnología PERC aún tiene varios desafíos para su producción masiva en el futuro.

Una de ellas es su degradación por la luz inducida (LID). Se trata del efecto que tiene la exposición del panel a la luz natural por primera vez, que conlleva que se reduzca un porcentaje de potencia del módulo. En detalle, esto sucede cuando el boro de la capa positiva de silicio se mezcla con el oxígeno, y que provoca una reducción de la capacidad de producción de energía entre capas. En las celdas PERC, esto suele acentuarse dado que tienen más boro en su composición.

El otro desafío es reducir el impacto de la Degradación Inducida por Potencial (DIP). Se trata de una merma en la producción eléctrica y la degradación de las celdas del módulo a causa de corrientes parásitas que circulan a través de elementos del panel que no están preparados para ello.

La tecnología PERC, en definitiva, sirve para aumentar la eficiencia de los paneles solares y ya se encuentra en un grado de madurez importante. Aunque su aporte en los nuevos paneles de alta gama no es tan significativo como en paneles más convencionales, estamos ante una tecnología con mucho protagonismo en la industria por su plus de eficiencia a un coste de producción similar.

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