Pannelli fotovoltaici ad alta efficienza: cos’è la tecnologia PERC?

Negli ultimi mesi del 2022 molti produttori di moduli fotovoltaici hanno annunciato di aver aumentato la loro capacità a tecnologia PERC per produrre pannelli fotovoltaici ad alta efficienza e ad alte prestazioni, con l’obiettivo di raggiungere livelli di efficienza record con questa tecnologia.

Ma cos’è nello specifico la tecnologia PERC e perché è così importante per il mercato del fotovoltaico?

Cos’è la tecnologia PERC?

L’acronimo PERC può anche essere tradotto con Passivated Emitter and Rear Contact, ma letteralmente significa Passivated Emitter and Rear Cell. La tecnologia PERC è un tipo di struttura della cella profondamente diversa da quella usata negli ultimi 30 anni, e a cui si fa normalmente riferimento nei manuali fotovoltaici.

Ad oggi, la maggioranza delle celle fotovoltaiche viene prodotta in modo standard, ovvero partendo dalla superficie della cella e procedendo verso il lato posteriore troviamo i seguenti materiali:

• Pasta d’argento serigrafata per i contatti
• Rivestimento anti riflesso
• Drogaggio superficiale del wafer di silicio con atomi di fosforo e boro per le giunzioni PN
• Strato posteriore in alluminio
• Pasta di alluminio serigrafata

L’obiettivo della produzione è quello di tirar fuori il maggior numero di elettroni da ogni cella, e per fare questo la tecnologia PERC agevola l’assorbimento della luce in prossimità della superficie posteriore, ottimizzando così la cattura di elettroni. 

Perché utilizzare questa tecnologia?

Il maggior vantaggio della tecnologia PERC è quello di consentire ai produttori di celle la realizzazione di pannelli fotovoltaici ad alta efficienza, rispetto a moduli con celle a tecnologia convenzionale, i cui limiti fisici sono stati oramai ampiamente riscontrati. 

Con l’attuale tecnologia è possibile ottenere l’1% come aumento assoluto in termini di efficienza. 

Sebbene da un lato ci siano più step da compiere in fase produttiva, l’aumento di rendimento permette un abbassamento dei costi a livello sistemico. L’obiettivo di tutti i produttori è infatti quello di fornire celle di sempre maggiore efficienza riducendone i costi di produzione.

Questa nuova architettura della cella, quindi, è considerata come la migliore opzione per produrre pannelli fotovoltaici ad alta efficienza a prezzi competitivi.

Quali sono le sfide della tecnologia PERC per il futuro?

Ogni nuova tecnologia pone delle sfide, così anche la tecnologia PERC. Una di queste, è posta al produttore, ed è di estenderne l’utilizzo su scala industriale controllandone allo stesso tempo il processo. 

Per il proprietario di un impianto fotovoltaico con pannelli a tecnologia PERC invece le sfide principali potrebbero essere due:

La prima è l’effetto LID (Light Induced Degradation) ovvero il peggioramento indotto dalla luce, la perdita di potenza del modulo alla prima esposizione alla luce. La tecnologia PERC è più sensibile rispetto a quella tradizionale a questo difetto del wafer, e quindi il potenziale negativo del LID aumenta con la tecnologia PERC.

Altro fattore importante potrebbe essere il cosiddetto PID (Potential Induced Degradation ovvero il Peggioramento indotto dal potenziale). Alcuni studi scientifici e articoli hanno portato alla ribalta il difetto specialmente per il PERC policristallino. Il problema non è un argomento banale, se si considera che questo difetto potrebbe danneggiare completamente un intero impianto. 

Per superare brillantemente queste sfide future sarà necessario fare in modo che tutti i moduli sul mercato siano garantiti con il certificato IEC TS 62804 per la resistenza al PID, e che si applichi un rigido controllo sulla produzione, sia nella selezione dei materiali sia nei processi produttivi per assicurare un prodotto privo di PID.