Pin mặt trời dị hợp: Hướng dẫn chi tiết

Không giống như các sản phẩm khác, việc lựa chọn hệ mặt trời cell pin phụ thuộc vào các tính năng thiết yếu, chẳng hạn như giá cả, chế độ bảo hành, hiệu suất và quan trọng nhất là hiệu quả. Và khi nói đến hiệu quả, có một sản phẩm mới mà các nhà bán lẻ nên biết đến—cell heterojunction (cell HJT).

Các tế bào HJT kết hợp sức mạnh của các đặc tính hấp thụ và thụ động màng mỏng với các lợi ích của các tế bào năng lượng mặt trời silicon tinh thể. Kết quả là hiệu quả cao pin mặt trời với chi phí năng lượng cuối cùng thấp hơn. Các nhà sản xuất trên toàn thế giới đang bắt đầu triển khai công nghệ pin HJT trong sản phẩm của họ, khiến đây là thời điểm hoàn hảo để tìm hiểu thêm về pin mặt trời HJT.

Mục lục
Pin mặt trời dị hợp là gì?
Pin mặt trời dị hợp tử tăng hiệu suất như thế nào?
Ưu điểm của pin mặt trời heterojunction
Kết luận

Pin mặt trời dị hợp là gì?

An Pin mặt trời HJT được tạo ra bằng cách đặt một cell silicon tinh thể giữa hai lớp màng silicon mỏng vô định hình. Do đó, nó kết hợp những lợi ích của hai công nghệ—cell mặt trời silicon tinh thể và cell mặt trời màng mỏng. Do đó, cell mặt trời HJT cho phép tạo ra nhiều năng lượng hơn.

Các tế bào silicon tinh thể (đơn tinh thể hoặc đa tinh thể) là các tế bào năng lượng mặt trời phổ biến nhất. Chúng được tạo ra bằng cách cắt các khối tinh thể silicon thành các tấm mỏng để tạo thành các tế bào riêng lẻ. Mặt khác, các tế bào quang điện (PV) là các tế bào năng lượng mặt trời màng mỏng vô định hình. Chúng có thể được tạo ra bằng cách sử dụng một loạt các vật liệu, vật liệu được sử dụng phổ biến nhất là silicon. Tuy nhiên, vô định hình silicon không có cấu trúc tinh thể thông thường như silicon tinh thể. Thay vào đó, các nguyên tử silicon tồn tại theo thứ tự ngẫu nhiên và chúng có thể dễ dàng lắng đọng trên bất kỳ bề mặt nào.

Khi nói đến sản xuất, silicon vô định hình rẻ hơn silicon tinh thể, phải được nuôi thành khối và cắt thành tấm. Tuy nhiên, mặt trái là silicon vô định hình kém hiệu quả hơn silicon tinh thể.

Vậy thì, HJT hệ mặt trời tế bào được tạo ra bằng cách phủ một tấm silicon tinh thể loại n bằng silicon vô định hình ở cả hai mặt cùng với oxit dẫn điện (TCO). TCO hấp thụ năng lượng do tế bào tạo ra và tất cả các lớp màng mỏng năng lượng mặt trời hấp thụ thêm các photon.

Pin mặt trời dị hợp tử tăng hiệu suất như thế nào?

Trước khi đi vào chi tiết kỹ thuật, chúng ta hãy hiểu bảng điều khiển năng lượng mặt trời Hiệu suất. Hiệu suất của một tế bào quang điện đề cập đến lượng ánh sáng mà nó có thể chuyển đổi thành điện. Vì vậy, một tế bào quang điện có hiệu suất cao có thể chuyển đổi nhiều điện hơn từ cùng một lượng ánh sáng so với một tế bào quang điện kém hiệu suất hơn.

Kể từ khi pin mặt trời ra đời, các nhà sản xuất và nhà nghiên cứu đã cố gắng phát triển các công nghệ năng lượng mặt trời có thể tạo ra nhiều điện hơn từ cùng một lượng ánh sáng mặt trời. Ý tưởng này là cách Pin mặt trời HJT được phát triển.

Thông thường, các tế bào quang điện có một phần mờ đục. Vì vậy, chúng chỉ thu được một phần ánh sáng mặt trời chiếu vào. Phần còn lại đi qua tế bào hoặc phản xạ khỏi bề mặt. Nhưng các tế bào quang điện HJT được tạo ra bằng cách sử dụng ba lớp vật liệu quang điện. Tóm lại, lớp giữa là silicon đơn tinh thể, trong khi các lớp trên cùng và dưới cùng là silicon màng mỏng vô định hình.

Trong quá trình hấp thụ ánh sáng, photon đầu tiên đi đến lớp silicon vô định hình trên cùng. Sau đó, nó thu một số ánh sáng mặt trời và truyền phần còn lại đến lớp giữa. Lớp đơn tinh thể ở giữa chuyển đổi phần lớn các photon thành điện, và các photon còn lại được đưa đến lớp dưới cùng, lớp này thu ánh sáng mặt trời mà nếu không sẽ bị phản xạ ra ngoài.

Không còn nghi ngờ gì nữa, một lượng nhỏ ánh sáng mặt trời vẫn đi qua tế bào HJT, nhưng lượng này thấp hơn đáng kể so với tế bào năng lượng mặt trời truyền thống. Vì vậy, Pin mặt trời HJT tạo ra nhiều điện hơn từ cùng một lượng ánh sáng mặt trời. Và nhờ công nghệ ba lớp, pin mặt trời HJT đạt hiệu suất khoảng 26.81%.

Ưu điểm của pin mặt trời heterojunction

Có một số lý do đằng sau sự phổ biến ngày càng tăng của công nghệ năng lượng mặt trời HJT. Đầu tiên, pin mặt trời HJT hiệu quả hơn pin mặt trời tinh thể tiêu chuẩn tế bàoThứ hai, chúng có hiệu suất gần 26.81% ở cấp độ phòng thí nghiệm và có thể đạt hiệu suất cao hơn nữa.

Ngoài ra, các công nghệ như PERC được sử dụng để đạt được mức hiệu quả cao hơn thường tốn kém. Ví dụ, các cell Maxeon do SunPower sản xuất có một khối đồng dày phía sau mỗi cell. Mặc dù điều này có thể cải thiện đáng kể hiệu quả, nhưng đồng là một kim loại đắt tiền. Để so sánh, Pin mặt trời HJT sử dụng silic vô định hình, tương đối rẻ tiền. Do đó, nó có thể được sản xuất với chi phí thấp hơn.

Tuy nhiên, các nhà sản xuất phát triển nhiều HJT khác nhau hệ mặt trời các tấm pin có xếp hạng hiệu quả khác nhau. Vì vậy, nó phụ thuộc vào silicon loại được sử dụng và việc kết hợp các công nghệ tế bào, ảnh hưởng đến giá cả. Ví dụ, một tấm pin mặt trời HJT hiệu suất cao với hiệu suất 400W+ có thể có giá 350 đô la, trong khi một tấm pin 370W có thể có giá khoảng 185 đô la. Tuy nhiên, các tấm pin đắt tiền hơn mang lại hiệu suất cao hơn và tuổi thọ dài hơn.

Để cho bạn một ý tưởng thực tế hơn, hãy tưởng tượng một Bảng điều khiển HJT 400W và hiệu suất 26.81% chạy trong 20 năm (6 giờ một ngày). Trong suốt thời gian sử dụng, nó sẽ tạo ra 4697.112 KW giờ điện. Mặt khác, một tấm pin silicon đơn tinh thể loại p, với hiệu suất 24%, chỉ có thể tạo ra 4204.800 KW giờ điện trong cùng thời gian sử dụng. Do đó, điều đó có nghĩa là pin HJT tiết kiệm hơn về lâu dài.

Cuối cùng, các tế bào năng lượng mặt trời HJT có hệ số nhiệt độ thấp. Hệ số nhiệt độ thấp hơn chuyển thành hiệu suất tốt hơn ở nhiệt độ cao hơn. Các tế bào HJT có hệ số nhiệt độ khoảng -0.3%. Hơn nữa, nhiệt độ cao hơn không ảnh hưởng đến các tế bào này và chúng duy trì ít tổn thất hiệu suất hơn trong các chu kỳ của chúng so với silicon tinh thể hoặc vô định hình tế bào.

Kết luận

Hiệu quả về mặt chi phí và các lợi ích khác của HJT pin mặt trời cho thấy sự gia tăng mạnh mẽ trong việc áp dụng công nghệ này trong tương lai. Xét cho cùng, quy trình sản xuất HJT có ít hơn bốn bước so với công nghệ PERC.

Một số công ty đã áp dụng công nghệ HJT, bao gồm tấm pin Panasonic HIT, tấm pin REC Alpha và SolarTech Universal. Ngoài ra, theo Báo cáo ITRPV 2019, thị phần pin mặt trời HJT sẽ tăng từ 12% vào năm 2026 lên 15% vào năm 2029 - đây là thời điểm tuyệt vời để áp dụng công nghệ này.