Tìm hiểu về công nghệ PERC trong năng lượng mặt trời

Công nghệ PERC trong năng lượng mặt trời (Passivated Emitter and Rear Cell) hiện là giải pháp tối ưu nhất để nâng cao hiệu suất chuyển đổi quang năng mà vẫn đảm bảo chi phí đầu tư hợp lý. Với lớp thụ động ở mặt sau tế bào quang điện, công nghệ này giúp phản xạ ánh sáng và giảm thất thoát năng lượng, cho phép các tấm pin hoạt động hiệu quả ngay cả trong điều kiện ánh sáng yếu hoặc nhiệt độ cao.

Công nghệ PERC là gì?

Công nghệ PERC trong năng lượng mặt trời (Passivated Emitter and Rear Cell) là kỹ thuật cải tiến tế bào quang điện bằng cách thêm một lớp màng thụ động ở mặt sau, giúp tăng hiệu suất pin mặt trời thông qua việc phản xạ ánh sáng dư thừa trở lại tế bào. 

Công nghệ PERC cải tiến tế bào quang điện  

Công nghệ sản xuất tấm pin PERC chiếm ưu thế (khoảng 75% thị phần) hiện nay nhờ khả năng hấp thụ ánh sáng tốt hơn, tạo ra công suất cao hơn so với pin truyền thống. Trong các tấm pin truyền thống, một phần ánh sáng có bước sóng dài (màu đỏ) thường xuyên xuyên qua toàn bộ tế bào pin mà không được hấp thụ, rồi bị thất thoát ở mặt sau dưới dạng nhiệt. 

Công nghệ PERC giải quyết vấn đề này bằng cách thêm một lớp thụ động (Passivation Layer) ở mặt sau với 2 chức năng chính:

• Phản xạ ánh sáng: Lớp màng này đóng vai trò như một chiếc gương, phản chiếu các tia sáng xuyên thấu quay ngược trở lại tế bào pin một lần nữa, giúp ánh sáng có cơ hội thứ hai để tạo ra electron.

• Giảm tái hợp electron: Lớp thụ động ngăn cản các electron vừa được giải phóng bị mất đi tại bề mặt phía sau, giúp dòng điện chảy qua hệ thống ổn định và mạnh mẽ hơn.

Mặc dù các công nghệ mới như N-Type hay TopCon đang trỗi dậy, PERC vẫn là lựa chọn hàng đầu cho hầu hết các dự án điện mặt trời vì:

• Chi phí tối ưu: Quy trình sản xuất pin PERC đã đạt đến độ chín muồi, giúp giá thành sản phẩm cực kỳ cạnh tranh so với hiệu suất mà nó mang lại.

• Độ tin cậy cao: Đã được kiểm chứng qua hàng triệu dự án trên toàn cầu trong hơn một thập kỷ qua.

• Tính tương thích: Dễ dàng kết hợp với các công nghệ khác như Half-Cells hay Multi-Busbar để đẩy công suất tấm pin lên các mức kỷ lục (từ 450Wp đến hơn 600Wp).

Cell pin PERC có gì khác với cell pin truyền thống?

Dù nhìn bề ngoài có vẻ giống nhau, nhưng sự khác biệt thực sự giữa các loại Solar Cell PERC và pin truyền thống nằm ở cấu trúc gương phản xạ siêu mỏng tại mặt sau. Chính lớp thụ động (passivation layer) này đã giúp pin PERC tạo ra bước nhảy vọt về công suất thông qua 3 cơ chế: 

Cấu tạo tế bào quang điện ứng dụng công nghệ PERC

Cơ chế phản xạ ánh sáng

Ở các tế bào pin thông thường, những tia sáng có bước sóng dài thường xuyên qua lớp silicon mà không tạo ra điện, rồi bị hấp thụ bởi lớp kim loại mặt sau.

• Sự khác biệt của PERC: Lớp thụ động đóng vai trò như một chiếc gương, phản chiếu những tia sáng này quay ngược lại tế bào silicon lần thứ hai.

• Kết quả: Ánh sáng có thêm cơ hội để kích thích electron, giúp tấm pin tạo ra nhiều điện hơn từ cùng một lượng bức xạ mặt trời.

Giảm hấp thụ nhiệt năng

Tế bào Silicon chỉ có thể hấp thụ ánh sáng có bước sóng dưới 1180 nanomet. Trong pin truyền thống, các bước sóng lớn hơn mức này bị mặt sau hấp thụ hoàn toàn và biến thành nhiệt.

• Sự khác biệt của PERC: Lớp thụ động được thiết kế để phản xạ các bước sóng hồng ngoại (năng lượng cao) ra khỏi tấm pin thay vì hấp thụ chúng.

• Kết quả: Giúp tấm pin năng lượng mặt trời vận hành mát hơn. Theo nguyên lý, pin mặt trời càng mát thì hiệu suất phát điện càng ổn định, đặc biệt là trong khí hậu nắng nóng tại Việt Nam.

Ngăn chặn sự tái tổ hợp Electron

Trong quá trình vận hành, các electron (hạt mang điện) thường có xu hướng tái kết hợp tại bề mặt tiếp xúc phía sau, làm mất đi dòng điện hữu ích.

• Sự khác biệt của PERC: Lớp thụ động tạo ra một rào cản vật lý và điện học, ngăn cản các electron bị tiêu hao tại lớp tiếp xúc kim loại.

• Kết quả: Giảm thiểu thất thoát năng lượng, giúp dòng electron chảy vào mạch điện mạnh mẽ và hiệu quả hơn.

Có 2 loại tế bào phổ biến: Mono PERC và Poly PERC

• Mono PERC (Đơn tinh thể): Là loại phổ biến nhất hiện nay, kết hợp giữa phôi silicon tinh khiết nhất và công nghệ PERC. Loại này mang lại hiệu suất cao nhất (thường trên 21%) và thẩm mỹ đen đồng nhất.

• Poly PERC (Đa tinh thể): Có giá thành rẻ hơn nhưng hiệu suất thấp hơn so với Mono. Hiện nay, xu hướng thị trường đang dần dịch chuyển hoàn toàn sang Mono PERC để tối ưu diện tích lắp đặt.

So sánh công nghệ PERC và các công nghệ sản xuất pin mặt trời hiện nay

Việc lựa chọn giữa công nghệ PERC truyền thống và các dòng pin thế hệ mới như TOPCon hay HJT thường khiến nhiều chủ đầu tư băn khoăn. Để có cái nhìn trực quan nhất, chúng ta cần đặt chúng lên bàn cân so sánh về cả kỹ thuật lẫn hiệu quả kinh tế dài hạn.

Lợi ích vượt trội của công nghệ sản xuất tấm pin PERC

Công nghệ PERC mang lại những lợi ích thiết thực, giải quyết trực tiếp các bài toán về hiệu suất và kinh tế cho chủ đầu tư. Dưới đây là 3 lợi ích giúp dòng pin này trở thành lựa chọn hàng đầu:

Công nghệ PERC giúp tấm pin giảm thất thoát năng lượng 

Hiệu suất chuyển đổi vượt trội

Trong khi các dòng pin năng lượng mặt trời truyền thống thường bị giới hạn ở mức 15–17%, công nghệ PERC dễ dàng phá vỡ rào cản này để đạt ngưỡng 21% – 22%. Với cùng một diện tích mái nhà, việc lắp đặt pin PERC giúp bạn thu được lượng điện năng lớn hơn đáng kể. Điều này đặc biệt quan trọng đối với những hộ gia đình có diện tích mái hạn chế nhưng muốn tối ưu hóa sản lượng điện tiêu thụ.

Hiệu suất chuyển đổi cao

Điểm yếu của pin mặt trời cũ là hiệu suất sụt giảm mạnh khi trời âm u hoặc vào lúc bình minh/hoàng hôn. Pin PERC khắc phục điều này nhờ lớp thụ động mặt sau có khả năng phản xạ các tia sáng bước sóng dài. 

Hệ thống điện mặt trời của bạn sẽ bắt đầu sản sinh điện sớm hơn vào buổi sáng và kết thúc muộn hơn vào buổi chiều. Ngay cả trong những ngày nhiều mây, pin PERC vẫn duy trì khả năng hấp thụ quang năng tốt hơn công nghệ cũ.

Hệ thống vận hành mát hơn, bền bỉ hơn

Ở pin truyền thống, ánh sáng xuyên thấu bị hấp thụ ở mặt lưng và biến thành nhiệt năng, làm nóng tấm pin. Đối với công nghệ PERC, lớp màng thụ động phản xạ ngược các tia sáng này, ngăn chúng không bị hấp thụ vào lớp nhôm mặt sau.

Tấm pin duy trì được nhiệt độ thấp hơn trong quá trình vận hành, từ đó giảm thiểu sự sụt giảm công suất do quá nhiệt và kéo dài tuổi thọ cho toàn bộ hệ thống.

Lựa chọn công nghệ PERC trong năng lượng mặt trời là một khoản đầu tư thông minh, giúp hệ thống của bạn vận hành với hiệu suất cao nhất trong khi vẫn tối ưu được chi phí lắp đặt. Với khả năng thích ứng tốt với khí hậu Việt Nam, đây chính là giải pháp bền vững để hiện thực hóa mục tiêu tự chủ năng lượng cho gia đình và doanh nghiệp. Nếu bạn đang cần tư vấn lắp đặt điện mặt trời, vui lòng liên hệ với Điện Mặt Trời KITAWA qua hotline để được hỗ trợ sớm nhất.