Die PERC-Technologie (Passivated Emitter and Rear Cell) ist eine der wichtigsten Entwicklungen bei Solarzellen auf Siliziumbasis und steigert deren Energieeffizienz erheblich. Diese Technologie ergänzt die traditionelle Solarzellenstruktur durch eine spezielle Rückschicht, die die Lichtabsorption optimiert und den Energieverlust reduziert.
Funktionsprinzip
Die PERC-Technologie bietet drei wesentliche Verbesserungen gegenüber herkömmlichen Solarzellen:
Rückseitige Passivierungsschicht: Auf der Rückseite der Solarzelle wird eine dünne dielektrische (isolierende) Schicht aufgebracht, die:
- Reduziert Energieverluste: Minimiert Rekombinationsprozesse (Elektronenverlust) zwischen Silizium und Aluminium.
- Erhöht die Lichtreflexion: Reflektiert das Licht, das durch die Zelle geht und nicht genutzt wird, zurück in die Siliziumschicht und ermöglicht so die erneute Nutzung zur Energieerzeugung.
Lichteinfang: Die strukturierte Oberfläche auf der Rückseite von PERC-Solarzellen „fängt“ Licht mit längeren Wellenlängen (z. B. Infrarotstrahlen), das aus herkömmlichen Solarzellen austritt, besser ein. Dies ist insbesondere für Teile des Sonnenlichtspektrums wichtig, die nur schwer vollständig genutzt werden können.
Geringere Rekombinationsverluste: Die Rekombination (Energieverlust von Elektronen und Löchern) an den Kontaktstellen zwischen den Elektroden und der Siliziumoberfläche wird reduziert, wodurch die Effizienz der Stromerzeugung erhöht wird.
Technologische Vorteile
Höhere Effizienz: Bei PERC-Solarzellen lässt sich eine absolute Effizienzsteigerung von bis zu 1-2 % erreichen, was relativ gesehen eine Leistungssteigerung von 6-12 % bedeuten kann. Dies ist insbesondere dort von Vorteil, wo die Installationsfläche für Solarmodule begrenzt ist.
Bessere Leistung bei schlechten Lichtverhältnissen: In der Morgen- und Abenddämmerung sowie an bewölkten Tagen erbringen PERC-Solarzellen eine bessere Leistung, da sie Licht mit geringer Intensität und längerer Wellenlänge effizienter absorbieren.
Geringerer Wärmeverlust: PERC-Zellen sind weniger anfällig für Leistungsverluste aufgrund hoher Temperaturen, was besonders in heißen Klimazonen wichtig ist.
Langfristig höhere Rendite: Durch die erhöhte jährliche Energieproduktion amortisiert sich die Investition schneller.
Nachteile und Herausforderungen
Stufendegradation (LID und PID): PERC-Solarzellen können anfällig für lichtinduzierte Degradation (LID) und potentialinduzierte Degradation (PID) sein, obwohl moderne Herstellungsverfahren diese Probleme deutlich reduziert haben.
Höhere Herstellungskosten: Die Herstellung von PERC-Zellen ist im Vergleich zu herkömmlichen Solarzellen teurer, die Leistungssteigerung gleicht dies jedoch auf lange Sicht aus.
Für wen ist die PERC-Technologie empfehlenswert?
Für Haushalte und Unternehmen, die ein effizienteres System als herkömmliche Solarmodule suchen. Für Standorte mit begrenztem Installationsraum. In Bereichen, in denen schlechte Lichtverhältnisse oder extreme Temperaturen üblich sind.