Heterojunctiezonnecellen: een gedetailleerde gids

In tegenstelling tot andere producten is het kiezen zonne- cellen komt neer op essentiële kenmerken, zoals prijs, garantie, prestaties en, het allerbelangrijkst, efficiëntie. En als het gaat om efficiëntie, is er een nieuwe speler in de stad die retailers zouden moeten kennen: heterojunction cells (HJT-cellen).

HJT-cellen combineren de kracht van dunnefilmabsorptie en passiveringseigenschappen met de voordelen van kristallijne siliciumzonnecellen. Het resultaat is zeer efficiënt zonnepanelen met lagere uiteindelijke energiekosten. Fabrikanten over de hele wereld beginnen HJT-celtechnologie in hun producten te implementeren, waardoor dit een perfect moment is om meer te leren over HJT-zonnecellen.

Inhoudsopgave
Wat is een heterojunctiezonnecel?
Hoe verhogen heterojunctie-zonnecellen hun efficiëntie?
Voordelen van de heterojunctiezonnecel
Conclusie

Wat is een heterojunctiezonnecel?

An HJT-zonnecel wordt gemaakt door een kristallijne siliciumcel tussen twee lagen dunne amorfe siliciumfilms te plaatsen. Het combineert dus de voordelen van twee technologieën: kristallijne siliciumzonnecellen en dunnefilmzonnecellen. Als gevolg hiervan zorgen HJT-zonnecellen voor meer energieopwekking.

Kristallijne silicium (mono- of polykristallijne) cellen zijn de meest voorkomende zonnecellen. Ze worden gemaakt door siliciumkristalblokken in dunne platen te snijden om individuele cellen te vormen. Aan de andere kant zijn fotovoltaïsche (PV) cellen amorfe dunnefilmzonnecellen. Ze kunnen worden gemaakt met behulp van een breed scala aan materialen, waarbij silicium het meest gebruikte materiaal is. Niettemin, amorfe silicium heeft geen regelmatige kristalstructuur zoals kristallijn silicium. In plaats daarvan bestaan ​​de siliciumatomen in willekeurige volgorde en kunnen ze gemakkelijk op elk oppervlak worden afgezet.

Als het op productie aankomt, is amorf silicium goedkoper om te produceren dan kristallijn silicium, dat in blokken moet worden gegroeid en in platen moet worden gesneden. Aan de andere kant is amorf silicium echter minder efficiënt dan kristallijn silicium.

Dus, HJT zonne- cellen worden gemaakt door een n-type kristallijne silicium wafer te coaten met amorf silicium aan beide kanten naast geleidend oxide (TCO). TCO absorbeert de energie die door de cel wordt gegenereerd, en alle lagen van dunne film zonne-energie absorberen extra fotonen.

Hoe verhogen heterojunctie-zonnecellen hun efficiëntie?

Voordat we ingaan op de technische details, moeten we eerst begrijpen zonnepaneel efficiëntie. De efficiëntie van een zonnecel verwijst naar de hoeveelheid licht die het kan omzetten in elektriciteit. Een zeer efficiënte zonnecel kan dus meer elektriciteit omzetten uit dezelfde hoeveelheid licht dan een minder efficiënte zonnecel.

Sinds de komst van zonnecellen proberen fabrikanten en onderzoekers zonnetechnologieën te ontwikkelen die meer elektriciteit uit dezelfde hoeveelheid zonlicht kunnen persen. Dit idee is hoe HJT-zonnecellen werden ontwikkeld.

Normaal gesproken zijn zonnecellen gedeeltelijk ondoorzichtig. Ze vangen dus slechts een deel van het zonlicht op dat erop valt. De rest gaat door de cel heen of kaatst van het oppervlak. Maar HJT-zonnecellen worden gemaakt met behulp van drie lagen fotovoltaïsch materiaal. Kortom, de middelste laag is monokristallijn silicium, terwijl de bovenste en onderste lagen amorf dunfilm-silicium zijn.

Tijdens het lichtabsorberende proces bereikt het eerste foton de bovenste amorfe siliciumlaag. Vervolgens vangt het wat zonlicht op en geeft de rest door aan de middelste laag. De middelste monokristallijne laag zet een meerderheid van de fotonen om in elektriciteit, en de resterende fotonen worden doorgegeven aan de onderste laag, die het zonlicht opvangt dat anders zou afketsen.

Er gaat ongetwijfeld nog steeds een minieme hoeveelheid zonlicht door de HJT-cel, maar de hoeveelheid is aanzienlijk lager dan bij traditionele zonnecellen. Dus, HJT-zonnecellen meer elektriciteit genereren uit dezelfde hoeveelheid zonlicht. En dankzij de drielaagse technologie bereiken HJT-zonnecellen een efficiëntie van ongeveer 26.81%.

Voordelen van de heterojunctiezonnecel

Er zijn verschillende redenen achter de toenemende populariteit van HJT-zonnetechnologie. Ten eerste zijn HJT-zonnecellen efficiënter dan standaard kristallijne zonnecellen. cellenTen tweede hebben ze een efficiëntie van bijna 26.81% op laboratoriumniveau, en dat kan nog wel even duren.

Bovendien zijn technologieën zoals PERC die worden gebruikt om hogere efficiëntieniveaus te bereiken vaak kostbaar. Zo hebben Maxeon-cellen van SunPower een dik blok koper achter elke cel. Hoewel dit de efficiëntie aanzienlijk kan verbeteren, is koper een kostbaar metaal. Ter vergelijking: HJT-zonnecellen amorf silicium gebruiken, wat relatief goedkoop is. Daarom kan het tegen lagere kosten worden geproduceerd.

Niettemin ontwikkelen fabrikanten verschillende HJT zonne- panelen met verschillende efficiëntieclassificaties. Het hangt dus af van de silicium type gebruikt en de integratie van celtechnologieën, wat de prijs beïnvloedt. Bijvoorbeeld, een zeer efficiënt HJT-zonnepaneel met een efficiëntie van 400W+ kan $ 350 kosten, terwijl een 370W-paneel ongeveer $ 185 kan kosten. De duurdere panelen leveren echter hogere prestaties en een langere levensverwachting.

Om u een realistischer idee te geven, stel u een HJT-paneel van 400W en een efficiëntie van 26.81% gedurende 20 jaar (6 uur per dag). Gedurende zijn levensduur genereert hij 4697.112 kW uur aan elektriciteit. Aan de andere kant zou een p-type monokristallijn siliciumpaneel, met een efficiëntie van 24%, slechts 4204.800 kW uur aan elektriciteit kunnen genereren gedurende dezelfde serviceperiode. Daarom betekent dit dat HJT-batterijen op de lange termijn zuiniger zijn.

Ten slotte hebben HJT-zonnecellen lage temperatuurcoëfficiënten. Een lagere temperatuurcoëfficiënt vertaalt zich in betere prestaties bij hogere temperaturen. HJT-cellen hebben temperatuurcoëfficiënten van ongeveer -0.3%. Verder hebben hogere temperaturen geen invloed op deze cellen en lijden ze minder prestatieverlies gedurende hun cycli dan kristallijn of amorf silicium. cellen.

Conclusie

De kosteneffectiviteit en andere voordelen van HJT zonnepanelen betekenen een drastische stijging in de adoptie van deze technologie in de toekomst. Het HJT-productieproces heeft immers vier stappen minder dan de PERC-technologie.

Verschillende bedrijven hebben de HJT-technologie al omarmd, waaronder Panasonic HIT-panelen, REC Alpha-panelen en SolarTech Universal. Ook volgens de ITRPV 2019-rapportHet marktaandeel van HJT-zonnecellen zal stijgen van 12% in 2026 tot 15% in 2029. Dit is dus een uitstekend moment om de technologie te omarmen.