راندمان یا بازده پنل خورشیدی یکی از مهم‌ترین پارامتر‌های مدنظر تولید کنندگان پنل خورشیدی در سراسر جهان است. با افزایش راندمان پنل خورشیدی، ابعاد پنل نیز کوچک‌تر و در نتیجه حجم نیروگاه خورشیدی نیز کمتر می‌شود. امروزه راندمان پنل خورشیدی موجود در بازار در حدود 15 تا 25 درصد است که تولیدکنندگان تلاش می‌کنند تا روز به روز این مقدار را افزایش دهند. ایده آل‌ترین عدد برای راندمان پنل خورشیدی 100 درصد است که در این صورت یک پنل 1000 وات دارای مساحت یک متر مربع است و به نظر نمی‌رسد در چند سال آینده چنین تکنولوژی در دسترس قرار بگیرد.
افزایش بازده یا راندمان پنل خورشیدی
راهکار‌های بسیاری جهت افزایش راندمان پنل خورشیدی توسط تولید کنندگان مورد استفاده قرار می‌گیرد که مهم‌ترین این راهکار‌ها در زمینه کاهش تلفات توان در هر سلول و یک صفحه خورشیدی است. هر چه تلفات توان در یک سلول یا پنل خورشیدی کاهش یابد، تولید افزایش می‌یابد و در نتیجه یک سلول یا پنل خورشیدی با ابعاد ثابت، خروجی با توان بالا‌تری ارائه می‌کند. بخشی از تلفات در سلول و بخشی دیگر در مسیر انتقال انرژی از سلول به خروجی پنل خورشیدی اتفاق می‌افتد که در چند سال گذشته از دو تکنولوژی معروف به نام‌های Perc و Half Cell که اولی تلفات را در سلول و دومی تلفات را در مسیر انتقال انرژی کاهش می‌دهد. در این نوشته قصد داریم به زبان ساده به معرفی این دو تکنولوژی معروف بپردازیم.
گفتنی است این دو تکنولوژی در سال‌های گذشته امکان تولید پنل خورشیدی در توان‌های 380 تا 680 وات را در ابعاد حدود 2 تا 2.5 متر مربع فراهم نموده‌اند که راندمان در این حالت در حدود 19 تا 22 درصد محاسبه می‌شود.
تکنولوژی پرک PERC در پنل خورشیدی
یکی از معروف‌ترین تکنولوژی‌های تولید سلول خورشیدی و در نتیجه پنل خورشیدی در سال‌های اخیر، تکنولوژی پرک است که این نام مخفف واژه Passivated Emitter and Rear Contact بوده و این تکنولوژی در سال 1989 اختراع شده است. در سلول خورشیدی قدیمی، نور خورشید پس از برخورد به سلول خورشیدی، باعث آزاد شدن یک الکترون و در نتیجه تبدیل انرژی می‌شد. اما درصدی از فوتون‌های برخورد کننده با سلول خورشیدی توانایی آزاد کردن الکترون را نداشته و پس از عبور از کنار الکترون با لایه پشتی سلول برخورد و باعث ایجاد حرارت در سلول خورشیدی می‌شد.
در تکنولوژی پرک، از یک لایه رفلکتور در قسمت پشت سلول استفاده می‌شود که در صورتی که فوتون‌های موجود در نور خورشید، در تلاش اول نتوانستند الکترون را آزاد نمایند، پس از برخورد با لایه انتهایی، منعکس شوند و در نتیجه در برگشت احتمال آزاد شدن الکترون افزایش یابد که در این صورت تلفات سلول خورشیدی به طرز چشمگیری افزایش و در نتیجه باعث افزایش راندمان سلول می‌شود.
امروزه بیشتر پنل‌های خورشیدی تولید شده به خصوص از نوع مونوکریستال همگی از نوع پرک هستند. تکنولوژی پرک صرفا تلفات را در محدوده سلول خورشیدی کاهش می‌دهد اما همچنان بخشی از انرژی در مسیر انتقال انرژی الکتریکی از سلول به به خروجی پنل خورشیدی تلف می‌شود که در اینجا از تکنولوژی Halfcell استفاده می‌شود و در ادامه این نوشته به آن پرداخته خواهد شد.
تکنولوژی سلول نیمه یا هف سل Halfcell
یکی از جدید‌ترین تکنولوژی‌های اضافه شدن به صنعت تولید پنل خورشیدی، تکنولوژی سلول نیمه یا همان هف سل Halfcell است. برای فهم دقیق‌تر این تکنولوژی لازم است ابتدا با ساختار سلول‌ها در یک پنل خورشیدی آشنا شوید. هر پنل خورشیدی مشابه شکل زیر از تعدادی سلول خورشیدی تشکیل شده است که این سلول‌ها به منظور افزایش توان همگی با یکدیگر سری شده‌اند.
همانطور که در شکل مشخص است، جریان الکتریکی برای خروج از پنل خورشیدی باید از تمام این مسیر گذر کند و در نتیجه به دلیل وجود مقاومت الکتریکی اندک در مسیر عبور جریان که شامل خطوط باس بار در پنل خورشیدی می‌شود، موجب به وجود آمدن تلفات توان می‌شود. بنابر این در سلول‌های قدیمی بخشی از توان در مسیر انتقال جریان از سلول به خروجی پنل تلف می‌شود.
به منظور کاهش طول مسیر انتقال از پایین پنل خورشیدی تا بالا‌ترین نقطه که در ان قسمت اتصال خروجی قرار گرفته است، از تکنولوژی سلول نیمه یا Halfcell استفاده می‌شود. در این تکنولوژی سلول‌ها از وسط نصف شده و پنل خورشیدی به دو بخش بالایی و پایینی تقسیم می‌شود. در هر قسمت سلول‌ها دارای سیم کشی مجزا هستند و اتصال خروجی پنل خورشیدی در وسط صفحه قرار گرفته است. به همین دلیل مسیر عبور جریان برای سلول‌های هر بخش نصف شده و بخش قابل توجهی از تلفات سلول کاهش پیدا می‌کند. در تصویر زیر می‌توانید تفاوت سلول قدیمی و سلول‌های هف سل را مشاهده نمایید.
علاوه بر کاهش تلفات و همچنین دمای پنل خورشیدی در ساعات آفتابی، تکنولوژی Halfcell ویژگی مهم دیگری را به پنل خورشیدی اضافه کرده و آن هم کاهش تلفات سلول خورشیدی در سایه است. در سلول خورشیدی قدیمی، در صورتی که بر روی تمامی ردیف سلول‌ها، سایه قرار بگیرد، توان خروجی پنل صفر می‌شود اما در تکنولوژی سلول نیمه یا همان هف سل، توان خروجی نصف می‌شود. برای فهم بهتر می‌توانید تصویر زیر را مشاهده نمایید.
در این نوشته تلاش کردیم تا به زبان ساده و غیر تخصصی شما عزیزان را با تکنولوژی‌های پرک و هاف سل آشنا کنیم زیرا پنل‌های خورشیدی جدید همگی با این دو تکنولوژی تولید می‌شوند و داشتن دانش و آگاهی بیشتر می‌تواند باعث خرید بهتر برای شما شود.