سلول های خورشیدی ناهمگون: راهنمای تفصیلی

بر خلاف سایر محصولات، انتخاب خورشیدی سلول‌ها به ویژگی‌های ضروری مانند قیمت، ضمانت، عملکرد و مهم‌تر از همه، کارایی خلاصه می‌شوند. و وقتی نوبت به کارایی می‌رسد، بازیکن جدیدی در شهر وجود دارد که خرده‌فروشان باید درباره آن بدانند: سلول‌های ناهمگون (سلول‌های HJT).

سلول های HJT قدرت جذب لایه نازک و خواص غیرفعال سازی را با مزایای سلول های خورشیدی سیلیکونی کریستالی ترکیب می کنند. نتیجه کارایی بالایی دارد سلول های خورشیدی با هزینه های انرژی نهایی کمتر تولیدکنندگان در سراسر جهان شروع به استفاده از فناوری سلول های HJT در محصولات خود کرده اند و اکنون زمان مناسبی برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد سلول های خورشیدی HJT است.

فهرست مندرجات
سلول خورشیدی ناهمگون چیست؟
سلول های خورشیدی ناهمگون چگونه کارایی را افزایش می دهند؟
مزایای سلول خورشیدی ناهمگون
نتیجه

سلول خورشیدی ناهمگون چیست؟

An سلول خورشیدی HJT با قرار دادن یک سلول سیلیکونی کریستالی بین دو لایه لایه نازک سیلیکونی آمورف ساخته می شود. از این رو، مزایای دو فناوری را ترکیب می کند - سلول های خورشیدی سیلیکونی کریستالی و سلول های خورشیدی لایه نازک. در نتیجه سلول های خورشیدی HJT امکان تولید انرژی بیشتری را فراهم می کند.

سلول های سیلیکونی کریستالی (مونو یا پلی کریستالی) رایج ترین سلول های خورشیدی هستند. آنها با برش بلوک های کریستال سیلیکونی به ورقه های نازک برای تشکیل سلول های جداگانه ساخته می شوند. از سوی دیگر، سلول های فتوولتائیک (PV) سلول های خورشیدی لایه نازک آمورف هستند. آنها را می توان با استفاده از طیف گسترده ای از مواد ساخت که متداول ترین مواد مورد استفاده سیلیکون است. با این حال، بی شکل سیلیکون ساختار کریستالی منظمی مانند سیلیکون کریستالی ندارد. در عوض، اتم های سیلیکون به ترتیب تصادفی وجود دارند و می توانند به راحتی روی هر سطحی رسوب کنند.

وقتی نوبت به تولید می‌رسد، ساخت سیلیکون آمورف ارزان‌تر از سیلیکون کریستالی است که باید به صورت بلوک رشد کرده و به صورت ورق بریده شود. با این حال، از طرف دیگر، سیلیکون آمورف کارایی کمتری نسبت به سیلیکون کریستالی دارد.

بنابراین، HJT خورشیدی سلول ها با پوشش یک ویفر سیلیکونی کریستالی نوع n با سیلیکون آمورف در هر دو طرف در کنار اکسید رسانا (TCO) ساخته می شوند. TCO نیروی تولید شده توسط سلول را جذب می کند و تمام لایه های لایه نازک خورشیدی فوتون های اضافی را جذب می کنند.

سلول های خورشیدی ناهمگون چگونه کارایی را افزایش می دهند؟

قبل از اینکه وارد جزئیات فنی شویم، بیایید درک کنیم صفحه خورشیدی بهره وری کارایی یک سلول خورشیدی به میزان نوری که می تواند به الکتریسیته تبدیل کند اشاره دارد. بنابراین، یک سلول خورشیدی با کارایی بالا می تواند الکتریسیته بیشتری را از همان مقدار نور نسبت به یک سلول خورشیدی کم کارآمد تبدیل کند.

از زمان پیدایش سلول‌های خورشیدی، تولیدکنندگان و محققان در تلاش بوده‌اند تا فناوری‌های خورشیدی را توسعه دهند که بتواند الکتریسیته بیشتری را از همان مقدار نور خورشید فشرده کند. این ایده چگونه است سلول های خورشیدی HJT توسعه داده شد

به طور معمول، سلول های خورشیدی تا حدی مات هستند. بنابراین، آنها فقط بخشی از نور خورشید را که به آن برخورد می کند، جذب می کنند. بقیه از سلول عبور می کند یا از سطح می پرد. اما سلول های خورشیدی HJT با استفاده از سه لایه مواد فتوولتائیک ساخته می شوند. به طور خلاصه، لایه میانی سیلیکون تک کریستالی است، در حالی که لایه های بالایی و پایینی سیلیکون لایه نازک آمورف هستند.

در طی فرآیند جذب نور، اولین فوتون به لایه سیلیکونی آمورف بالایی می رسد. سپس مقداری نور خورشید را جذب کرده و بقیه را به لایه میانی منتقل می کند. لایه تک کریستالی میانی اکثر فوتون‌ها را به الکتریسیته تبدیل می‌کند و فوتون‌های باقی‌مانده به لایه پایینی داده می‌شود که نور خورشید را می‌گیرد که در غیر این صورت منعکس می‌شود.

بدون شک، مقدار کمی نور خورشید هنوز از سلول HJT عبور می کند، اما مقدار آن به طور قابل توجهی کمتر از سلول های خورشیدی سنتی است. بنابراین، سلول های خورشیدی HJT از همان مقدار نور خورشید برق بیشتری تولید می کند. و با توجه به فناوری سه لایه، سلول های خورشیدی HJT به بازدهی حدودا می رسد ٪۱۰۰.

مزایای سلول خورشیدی ناهمگون

دلایل مختلفی پشت افزایش محبوبیت فناوری خورشیدی HJT وجود دارد. اول، سلول های خورشیدی HJT کارآمدتر از خورشیدی کریستالی استاندارد هستند سلول های. دوم، آنها تقریباً 26.81 درصد راندمان را در سطح آزمایشگاهی دارند و می‌توانند بیشتر در انبار باشند.

علاوه بر این، فناوری هایی مانند PERC که برای دستیابی به سطوح بالاتر بهره وری استفاده می شوند، اغلب پرهزینه هستند. به عنوان مثال، سلول‌های Maxeon که توسط SunPower تولید می‌شوند دارای یک بلوک ضخیم مسی در پشت هر سلول هستند. در حالی که این می تواند به طور قابل توجهی کارایی را بهبود بخشد، مس یک فلز گران قیمت است. در مقایسه، سلول های خورشیدی HJT از سیلیکون آمورف استفاده کنید که نسبتاً ارزان است. بنابراین می توان آن را با هزینه کمتری تولید کرد.

با این وجود، تولید کنندگان HJT مختلف را توسعه می دهند خورشیدی پانل هایی با درجه های کارایی متفاوت بنابراین، بستگی به آن دارد سیلیکون نوع استفاده شده و ادغام فناوری های سلولی که بر قیمت تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، یک پنل خورشیدی HJT بسیار کارآمد با راندمان +400W ممکن است 350 دلار قیمت داشته باشد، در حالی که یک پنل خورشیدی 370W ممکن است حدود 185 دلار قیمت داشته باشد. با این حال، پنل‌های گران‌تر، عملکرد بالاتر و طول عمر بیشتری را ارائه می‌کنند.

برای اینکه ایده واقعی تری به شما بدهیم، یک تصویر را تصور کنید پنل HJT 400 وات و راندمان 26.81 درصد در حال اجرا به مدت 20 سال (6 ساعت در روز). در طول عمر خود، 4697.112 کیلووات ساعت برق تولید خواهد کرد. از سوی دیگر، یک پانل سیلیکونی تک کریستالی نوع p با راندمان 24 درصد تنها قادر به تولید 4204.800 کیلووات ساعت برق در مدت زمان مشابه خواهد بود. بنابراین، به این معنی است که باتری های HJT در دراز مدت اقتصادی تر هستند.

در نهایت، سلول های خورشیدی HJT دارای ضرایب دمای پایین هستند. ضریب دمای پایین تر به معنای عملکرد بهتر در دماهای بالاتر است. سلول های HJT دارای ضرایب دمایی در حدود -0.3٪ هستند. علاوه بر این، دمای بالاتر بر این سلول‌ها تأثیر نمی‌گذارد و نسبت به سیلیکون کریستالی یا آمورف، عملکرد کمتری را در طول چرخه‌های خود از دست می‌دهند. سلول های.

نتیجه

مقرون به صرفه بودن و سایر مزایای HJT سلول های خورشیدی نشان دهنده افزایش شدید پذیرش این فناوری در آینده است. از این گذشته، فرآیند تولید HJT چهار مرحله کمتر از فناوری PERC دارد.

چندین شرکت قبلاً از فناوری HJT استقبال کرده‌اند، از جمله پانل‌های پاناسونیک HIT، پانل‌های REC Alpha و SolarTech Universal. همچنین، با توجه به گزارش ITRPV 2019، سهم بازار سلول های خورشیدی HJT از 12 درصد در سال 2026 به 15 درصد در سال 2029 افزایش خواهد یافت - که آن را به زمان عالی برای پذیرش فناوری تبدیل می کند.