Wat zijn PERC-zonnepanelen? Passivated Emitter and Rear Cell technologie

Wat is het?

PERC staat voor Passivated Emitter and Rear Cell. Het is een technologie die de efficiëntie van traditionele zonnecellen aanzienlijk verhoogt.

In plaats van de standaardstructuur wordt er een extra laag aan de achterkant van de cel toegevoegd. Deze extra laag reflecteert onbenut licht terug naar de cel voor een tweede kans op absorptie.

Hierdoor vangen PERC-panelen meer energie uit hetzelfde oppervlak. Ze zijn vooral effectief bij diffuus licht en lage instralingshoeken. De technologie is geen compleet nieuwe celsoort, maar een verbetering op bestaande monokristallijne of polykristallijne cellen. Het is tegenwoordig de dominante technologie in de residentiële en commerciële markt. Bijna elk modern paneel van topmerken maakt gebruik van PERC.

Hoe werkt het precies?

Het hart van een PERC-cel is de passivatielaag, meestal gemaakt van siliciumnitride of aluminiumoxide.

Deze laag wordt op de achterzijde van de cel aangebracht, net achter de gebruikelijke aluminium back surface field. Het belangrijkste doel is het verminderen van elektronrecombinatie.

Recombinatie is wanneer vrijgekomen elektronen hun energie verliezen voordat ze als stroom worden afgevoerd. De laag 'passiveert' de oppervlaktedefecten en geeft elektronen een langere levensduur. Daarnaast fungeert de laag als een spiegel. Fotonen die niet direct geabsorbeerd worden, kaatsen terug de cel in.

Dit is bijzonder waardevol voor langere golflengten (infrarood) die anders door de cel heen zouden gaan.

Het productieproces voegt slechts twee extra stappen toe aan de standaard celproductie. Dit maakt de upgrade relatief kostenefficiënt. De technologie is daarom snel opgeschaald en heeft de markt overgenomen.

De wetenschap erachter

De werking rust op twee fundamentele principes: passivatie en interne reflectie. Beide zijn gericht op het maximaliseren van de opbrengst per foton dat de cel raakt.

Passivatie van het achteroppervlak

Een onbehandeld siliciumoppervlak heeft veel 'dangling bonds' en defecten. Deze vangen elektronen op, wat recombinatie bevordert. De passivatielaag vult deze defecten chemisch op, waardoor het oppervlak elektronisch stabiel wordt.

Hierdoor neemt de 'levensduur' van een elektron in de cel toe. Het heeft meer tijd om door de interne spanning naar de contacten te worden geleid.

Interne terugkaatsing

Dit resulteert direct in een hogere spanning en stroom. De passivatielaag wordt vaak gecombineerd met een lokaal contactpatroon in plaats van een volledige bedekking.

Dit creëert microscopische luchtspleten of een reflecterende coating. Licht dat de cel passeert zonder interactie wordt nu gereflecteerd. Het krijgt een tweede kans om een elektron los te maken. Dit is vooral effectief voor het rode en infrarode deel van het spectrum.

De combinatie van beide effecten verhoogt de absolute efficiëntie met 1% tot wel 2%. Ten opzichte van een standaard cel is dat een relatieve verbetering van 5-10%. Dit is een enorme sprong in een markt waar winsten normaal in tienden van procenten worden gemeten.

Voordelen en nadelen

Voordelen

• Hogere opbrengst per vierkante meter: Je hebt minder panelen nodig voor hetzelfde vermogen, ideaal bij beperkte dakruimte.
• Betere prestaties bij warm weer: De temperatuurcoëfficiënt is gunstiger, waardoor het rendementsverlies bij hitte kleiner is.
• Uitstekend bij diffuus licht: De reflectielaag vangt ook indirect zonlicht, wat de opbrengst op bewolkte dagen verbetert.
• Volwassen en betrouwbare technologie: Het is geen experiment; de techniek is uitgebreid getest en heeft een lange levensduur.
• Kosten-efficiënte upgrade: De meerprijs ten opzichte van oudere technologie is klein, maar de opbrengstwinst is groot.

Nadelen

• Licht-geïnduceerde degradatie (LID): Sommige PERC-cellen zijn gevoeliger voor initiële efficiëntieverlies door blootstelling aan licht. Moderne productieprocessen minimaliseren dit.
• Complexere productie: Het toevoegen van de extra laag vereist precisie. Fouten in de passivatielaag kunnen de celprestaties schaden.
• Niet de absolute top in lab-efficiëntie: Nieuwere technologieën zoals HJT of TOPCon bieden in theorie nog hogere rendementen, tegen een hogere prijs.
• Afhankelijkheid van siliciumkwaliteit: De voordelen komen het best tot hun recht met hoogwaardig monokristallijn silicium.

Voor wie relevant?

PERC-panelen zijn de standaardkeuze geworden voor de meeste Nederlandse daken. Voor de gemiddelde huiseigenaar is dit de meest kosteneffectieve optie met bewezen resultaten.

Heb je beperkte dakruimte, zoals een klein schuin dak of een plat dak met veel obstakels?

Dan is de hogere opbrengst per m² van PERC extra waardevol. Je maximaliseert de productie op elke beschikbare vierkante meter. Ook voor daken met een niet-optimale oriëntatie (zoals oost-west) biedt PERC voordelen.

De betere prestaties bij indirect licht en lage zonnestand zorgen voor een hogere totaalopbrengst over de dag. Ben je puur op zoek naar de allerhoogste efficiëntie, ongeacht de prijs? Dan kun je kijken naar premium technologieën zoals HJT of IBC-technologie. Maar voor de meeste mensen biedt PERC de beste prijs-kwaliteitverhouding.

De HJT-zonnepanelen zijn ook relevant voor iedereen die een toekomstbestendige investering wil.

PERC-panelen, gebaseerd op PERC-technologie, zijn overal verkrijgbaar, van alle grote merken. Onderdelen en vervanging zijn daardoor altijd beschikbaar. Kortom, tenzij je een speciaal project hebt met extreme eisen of een onbeperkt budget, zijn PERC-zonnepanelen de logische en verstandige keuze voor de meeste Nederlandse situaties.