Heterozłączowe ogniwa słoneczne: szczegółowy przewodnik

W przeciwieństwie do innych produktów, wybierając słoneczny ogniwa sprowadzają się do podstawowych cech, takich jak cena, gwarancja, wydajność i, co najważniejsze, efektywność. A jeśli chodzi o efektywność, w mieście pojawił się nowy gracz, o którym sprzedawcy powinni wiedzieć — ogniwa heterozłączowe (ogniwa HJT).

Ogniwa HJT łączą moc absorpcji cienkich warstw i właściwości pasywacyjnych z zaletami ogniw słonecznych z krystalicznego krzemu. Rezultatem jest wysoka wydajność ogniwa słoneczne z niższymi kosztami energii końcowej. Producenci na całym świecie zaczynają wdrażać technologię ogniw HJT w swoich produktach, co sprawia, że ​​jest to idealny moment, aby dowiedzieć się więcej o ogniwach słonecznych HJT.

Spis treści
Czym jest heterozłączowe ogniwo słoneczne?
W jaki sposób heterozłączowe ogniwa słoneczne zwiększają wydajność?
Zalety ogniwa słonecznego heterozłączowego
Podsumowanie

Czym jest heterozłączowe ogniwo słoneczne?

An Ogniwo słoneczne HJT powstaje poprzez umieszczenie krystalicznej komórki krzemowej pomiędzy dwiema warstwami cienkich amorficznych warstw krzemu. Łączy więc zalety dwóch technologii — krystalicznych ogniw słonecznych krzemowych i cienkowarstwowych ogniw słonecznych. W rezultacie ogniwa słoneczne HJT pozwalają na wytwarzanie większej ilości energii.

Krystaliczne ogniwa krzemowe (mono- lub polikrystaliczne) są najczęstszymi ogniwami słonecznymi. Powstają one poprzez cięcie bloków kryształów krzemu na cienkie arkusze, aby utworzyć pojedyncze ogniwa. Z drugiej strony ogniwa fotowoltaiczne (PV) to amorficzne cienkowarstwowe ogniwa słoneczne. Mogą być wykonane z szerokiej gamy materiałów, przy czym najczęściej stosowanym materiałem jest krzem. Niemniej jednak amorficzne krzem nie ma regularnej struktury krystalicznej jak krystaliczny krzem. Zamiast tego atomy krzemu występują w losowej kolejności i mogą być łatwo osadzone na dowolnej powierzchni.

Jeśli chodzi o produkcję, krzem amorficzny jest tańszy w produkcji niż krzem krystaliczny, który musi być hodowany w bloki i cięty na arkusze. Z drugiej strony krzem amorficzny jest mniej wydajny niż krzem krystaliczny.

Więc HJT słoneczny ogniwa powstają poprzez powlekanie krystalicznego krzemu typu n amorficznym krzemem po obu stronach wraz z przewodzącym tlenkiem (TCO). TCO pochłania energię generowaną przez ogniwo, a wszystkie warstwy cienkowarstwowej energii słonecznej pochłaniają dodatkowe fotony.

W jaki sposób heterozłączowe ogniwa słoneczne zwiększają wydajność?

Zanim przejdziemy do szczegółów technicznych, wyjaśnijmy panel słoneczny wydajność. Wydajność ogniwa słonecznego odnosi się do ilości światła, którą może ono przekształcić w energię elektryczną. Tak więc, wysoce wydajne ogniwo słoneczne może przekształcić więcej energii elektrycznej z tej samej ilości światła niż mniej wydajne ogniwo słoneczne.

Od czasu pojawienia się ogniw słonecznych producenci i badacze próbowali opracować technologie słoneczne, które mogą wycisnąć więcej energii elektrycznej z tej samej ilości światła słonecznego. Ten pomysł jest tym, jak Ogniwa słoneczne HJT opracowano.

Zazwyczaj ogniwa słoneczne są częściowo nieprzezroczyste. Zatem przechwytują tylko część światła słonecznego, które na nie pada. Reszta przechodzi przez ogniwo lub odbija się od powierzchni. Jednak ogniwa słoneczne HJT są wykonane z trzech warstw materiału fotowoltaicznego. Krótko mówiąc, środkowa warstwa to monokrystaliczny krzem, podczas gdy górna i dolna warstwa to amorficzny cienkowarstwowy krzem.

Podczas procesu pochłaniania światła pierwszy foton dociera do górnej warstwy amorficznego krzemu. Następnie przechwytuje część światła słonecznego i przekazuje resztę do środkowej warstwy. Środkowa monokrystaliczna warstwa przekształca większość fotonów w elektryczność, a pozostałe fotony są przekazywane do dolnej warstwy, która przechwytuje światło słoneczne, które w przeciwnym razie odbiłoby się od niej.

Bez wątpienia niewielka ilość światła słonecznego nadal przechodzi przez ogniwo HJT, ale ilość ta jest znacznie niższa niż w przypadku tradycyjnych ogniw słonecznych. Tak więc, Ogniwa słoneczne HJT generować więcej energii elektrycznej z tej samej ilości światła słonecznego. A dzięki technologii trójwarstwowej ogniwa słoneczne HJT osiągają wydajność około 26.81%.

Zalety ogniwa słonecznego heterozłączowego

Istnieje kilka powodów rosnącej popularności technologii solarnej HJT. Po pierwsze, ogniwa słoneczne HJT są bardziej wydajne niż standardowe ogniwa krystaliczne komórkiPo drugie, ich wydajność na poziomie laboratoryjnym wynosi blisko 26.81%, a może być jeszcze wyższa.

Ponadto technologie takie jak PERC stosowane w celu osiągnięcia wyższych poziomów wydajności są często kosztowne. Na przykład ogniwa Maxeon produkowane przez SunPower mają gruby blok miedzi za każdym ogniwem. Chociaż może to znacznie poprawić wydajność, miedź jest drogim metalem. W porównaniu, Ogniwa słoneczne HJT użyj amorficznego krzemu, który jest stosunkowo niedrogi. Dlatego może być produkowany przy niższych kosztach.

Mimo to producenci opracowują różne HJT słoneczny panele o różnych współczynnikach wydajności. Tak więc, to zależy od krzem typ użytego ogniwa i włączenie technologii ogniw, co wpływa na cenę. Na przykład, wysoce wydajny panel słoneczny HJT o wydajności 400 W+ może kosztować 350 USD, podczas gdy panel 370 W może kosztować około 185 USD. Jednak droższe panele zapewniają wyższą wydajność i dłuższą żywotność.

Aby dać ci bardziej realistyczny obraz, wyobraź sobie Panel HJT 400 W i sprawności 26.81% przy pracy przez 20 lat (6 godzin dziennie). Przez cały okres eksploatacji wygeneruje 4697.112 kWh energii elektrycznej. Z drugiej strony, monokrystaliczny panel krzemowy typu p o sprawności 24% byłby w stanie wygenerować tylko 4204.800 kWh energii elektrycznej w tym samym okresie eksploatacji. Oznacza to zatem, że baterie HJT są bardziej ekonomiczne w dłuższej perspektywie.

Na koniec, ogniwa słoneczne HJT mają niskie współczynniki temperaturowe. Niższy współczynnik temperaturowy przekłada się na lepszą wydajność w wyższych temperaturach. Ogniwa HJT mają współczynniki temperaturowe około -0.3%. Ponadto, wyższe temperatury nie wpływają na te ogniwa i utrzymują one mniejszą utratę wydajności w swoich cyklach niż krzem krystaliczny lub amorficzny. komórki.

Podsumowanie

Opłacalność i inne korzyści płynące z terapii HJT ogniwa słoneczne oznaczają drastyczny wzrost adopcji tej technologii w przyszłości. W końcu proces produkcji HJT obejmuje o cztery kroki mniej niż technologia PERC.

Kilka firm już przyjęło technologię HJT, w tym panele Panasonic HIT, panele REC Alpha i SolarTech Universal. Ponadto, według Raport ITRPV 2019Udział ogniw słonecznych HJT na rynku wzrośnie z 12% w 2026 r. do 15% w 2029 r. – co czyni ten okres doskonałym momentem na wdrożenie tej technologii.