हेटेरोजंक्शन सोलर सेल पीवी बाजार में एक हालिया उन्नति है जो मानक मॉड्यूल की आम कमियों को संबोधित कर रही है। यह पुनर्संयोजन को कम करता है और गर्म जलवायु में प्रदर्शन को बेहतर बनाता है। आइए हम उनके बारे में और जानें।
हेटेरोजंक्शन सौर सेल और प्रौद्योगिकी
इन्हें सिलिकॉन हेटेरोजंक्शन (SHJ) या हेटेरोजंक्शन विद इंट्रिन्सिक थिन लेयर (HIT) सोलर पैनल के नाम से भी जाना जाता है। एचजेटी सौर कोशिकाओं का समूह जो उन्नत फोटोवोल्टिक प्रौद्योगिकी का उपयोग करते हैं।
हेटेरोजंक्शन तकनीक क्या है, इसे लेकर भ्रमित न हों। एन-प्रकार मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सब्सट्रेट पर निर्मित और शीर्ष पर गैर-डोप्ड अनाकार सिलिकॉन परतें (ia-Si:H) रखी गई हैं जो उनकी दक्षता और प्रदर्शन में सुधार करती हैं।
ये कोशिकाएँ तीन प्रमुख सामग्रियों से बनी होती हैं:
1. क्रिस्टलीय सिलिकॉन (सी-Si) - पारंपरिक सौर पैनल होमोजंक्शन सौर सेल बनाने के लिए इनका उपयोग करते हैं। वे दो प्रकार के होते हैं पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन और मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन। हालाँकि, HJT सौर सेल के लिए मोनोक्रिस्टलाइन को ही बेहतर शुद्धता और दक्षता के कारण माना जाता है।
2. अनाकार सिलिकॉन (a-Si) – इन सौर कोशिकाओं के लिए मुख्य घटक घनत्व दोषों को ठीक करने के लिए हाइड्रोजनीकृत किया जाता है हाइड्रोजनीकृत अनाकार सिलिकॉन (a-Si:H)। इस पदार्थ को डोप करना आसान है और इसका बैंडगैप अधिक है।
3. इंडियम टिन ऑक्साइड (आईटीओ) – यह इन सौर कोशिकाओं में पारदर्शी प्रवाहकीय ऑक्साइड (TCO) परत के लिए चुनी गई सामग्री है, जबकि शोधकर्ता कम कीमतों के लिए इसके विकल्पों की खोज कर रहे हैं। आईटीओ की परावर्तकता और चालकता इसे इन सौर कोशिकाओं के लिए एक आदर्श संपर्क और बाहरी परत बनाती है।
हेटेरोजंक्शन सौर कोशिकाओं का वर्गीकरण
डोपिंग इन सौर कोशिकाओं को एन-प्रकार और पी-प्रकार कोशिकाओं में विभेदित करता है:
- एन-प्रकार की कोशिकाएं फॉस्फोरस-डोप्ड सी-एसआई वेफर्स का उपयोग करती हैं जो ऋणात्मक चार्जिंग के लिए अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन प्रदान करते हैं और उन्हें बोरॉन-ऑक्सीजन-प्रेरित दक्षता में कमी के प्रति प्रतिरोधी बनाते हैं।
- बोरोन से डोपित पी-प्रकार कोशिकाएं अपने अंतरिक्ष विकिरण प्रतिरोध के कारण ये अंतरिक्ष अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त होते हैं, क्योंकि ये सेल को एक इलेक्ट्रॉन कम प्रदान करते हैं, जो इसे धनात्मक रूप से आवेशित करता है।
हेटेरोजंक्शन सौर सेल कार्य सिद्धांत
ये सौर सेल अवशोषित सामग्री की तीन परतों का उपयोग करें पतली फिल्म और पारंपरिक फोटोवोल्टिक तकनीकों का संयोजन। जब सूरज की रोशनी इन पैनलों तक पहुँचती है, तो यह फोटोवोल्टिक प्रभाव शुरू करती है जो फोटॉन को बिजली में बदल देती है।
एचजेटी की मुख्य कार्य प्रक्रिया में निम्नलिखित शामिल हैं:
- सूर्य का प्रकाश इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करता है अवशोषक परत के पी.एन. जंक्शन पर उन्हें चालन बैंड में ले जाकर इलेक्ट्रॉन-होल युग्म (इह) का निर्माण किया जाता है।
- पी-डोप्ड परत से जुड़ा टर्मिनल उत्तेजित इलेक्ट्रॉनों को इकट्ठा करता है और बिजली पैदा करता है जो भार के माध्यम से बहता है।
- लोड से गुजरने के बाद, इलेक्ट्रॉन सेल के पीछे के संपर्क में लौटता है और एक विशेष जोड़ी की प्रक्रिया को पूरा करने के लिए एक छेद के साथ पुनर्संयोजित होता है।
इस यह प्रक्रिया निरंतर चलती रहती है क्योंकि मॉड्यूल बिजली उत्पन्न करते हैंमानक सी-एसआई पीवी मॉड्यूल में सतह पुनर्संयोजन के कारण दक्षता प्रतिबंध होते हैं जो तब होता है जब इलेक्ट्रॉन और छिद्र विद्युत प्रवाह में योगदान दिए बिना पुनर्संयोजित होते हैं।
एचजेटी कोशिकाएं इस समस्या का समाधान इस प्रकार करती हैं: एक बड़े बैंडगैप परत के साथ एक निष्क्रिय अर्धचालक फिल्म का उपयोग करना a-Si:H से बना है जो पुनर्संयोजन को रोकने के लिए चार्ज प्रवाह को धीमा कर देता है। यह बफर परत चार्ज ट्रिकल को इतना धीमा कर देती है कि उच्च वोल्टेज प्रदान करती है और साथ ही इलेक्ट्रॉनों के एकत्र होने से पहले पुनर्संयोजन को रोकती है जिससे दक्षता बढ़ जाती है।
प्रकाश अवशोषण प्रक्रिया के दौरान, सभी तीन अर्धचालक परतें फोटॉनों को अवशोषित कर उन्हें विद्युत में परिवर्तित करना.
- शीर्ष परत अनाकार सिलिकॉन (a-Si:H) सूर्य के प्रकाश और परावर्तन को एकत्रित और ग्रहण करती है।
- मध्य परत, क्रिस्टलीय सिलिकॉन (सी-एसआई) बहुत कुशल है और फोटॉनों को बिजली में परिवर्तित करती है।
- निचली अनाकार सिलिकॉन परत (a-Si:H) शेष फोटॉनों को परिवर्तित करती है, जिससे कुल दक्षता में सुधार होता है।
क्या आप जानते हैं कि सौर ऊर्जा स्थापना की कीमतें बहुत अधिक हैं? 40% की गिरावट 10 वर्षों से अधिक समय से चल रहा यह प्रयास उद्योग को एक नए बाजार में विकसित होने और देश भर में हजारों प्रणालियां स्थापित करने में मदद कर रहा है।
प्रौद्योगिकियों के संयोजन से हेटेरोजंक्शन कोशिकाएं स्वयं द्वारा प्राप्त की जा सकने वाली ऊर्जा से अधिक ऊर्जा का उपयोग करने में सक्षम हो जाती हैं, जिससे 25% या उससे अधिक दक्षता प्राप्त होती है।
और देखें: TOPCon सौर प्रौद्योगिकी पर एक संपूर्ण गाइड
हेटेरोजंक्शन सौर पैनल की कीमत
वर्तमान डिजाइन के अनुसार, SHJ मॉड्यूल की लागत 0.48-0.56 यूएसडी/सप्ताह पारंपरिक मॉड्यूल के लिए 0.50 USD/W की तुलना में।
नोट: हेटेरोजंक्शन सौर सेल की कीमतें बाजार में उतार-चढ़ाव, ब्रांड अंतर और क्षेत्रीय कारकों के कारण भिन्न हो सकती हैं।
हेटेरोजंक्शन प्रौद्योगिकी के लाभ और नुकसान
उपयोगिता-पैमाने पर सेटिंग में हेटेरोजंक्शन सौर प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग 25 से 30% दक्षता प्रदान कर सकते हैं। हालाँकि, HJT के फायदे नुकसान के साथ भी आते हैं जो नीचे सूचीबद्ध हैं:
| फायदे | नुकसान |
| अधिक सूर्य प्रकाश को बिजली में परिवर्तित करके मानक सौर सेलों से बेहतर प्रदर्शन करें। | विनिर्माण और एकीकरण के लिए उन्नत कौशल और विशेष उपकरणों की आवश्यकता होती है। |
| उच्च तापमान पर कार्यकुशलता, जिससे प्रदर्शन में गिरावट कम होती है। | अपनी पतली बनावट के कारण ये क्षति के प्रति संवेदनशील हैं। |
| कम रोशनी में लगातार प्रदर्शन और बदलते मौसम की स्थिति के लिए आदर्श। | नमी के प्रति संवेदनशीलता से दक्षता और दीर्घायु पर असर पड़ता है। |
| 30% द्विमुखीपन के साथ 92% दक्षता इसे बड़े पैमाने की परियोजनाओं के लिए उपयुक्त बनाती है। | उत्पादन मात्रा प्रतिबंध, जटिल प्रौद्योगिकी और अर्धचालकों की विस्तृत श्रृंखला के कारण कीमतें बढ़ सकती हैं और उपलब्धता कम हो सकती है। |
| केवल 5-7 विनिर्माण चरणों की आवश्यकता होती है जिससे उत्पादन लागत कम हो जाती है। | हाल ही में लॉन्च होने के कारण, इसकी स्थापना और रखरखाव का अनुभव सीमित है। |
प्रति संदर्भ: 250°C पर 12.9% दक्षता के साथ निर्मित डबल-हेटेरोजंक्शन क्रिस्टलीय सिलिकॉन सेल
शीर्ष हेटेरोजंक्शन सौर सेल निर्माता
प्रमुख हेटरजंक्शन सौर पैनल निर्माता हैं:
1. आरईसी
उनके अल्फा प्योर श्रृंखला उन्नत हेटेरोजंक्शन (एचजेटी) सेल प्रौद्योगिकी का उपयोग करती है 226 वाट/मी² से लेकर 470 वाट तक विद्युत घनत्व प्रदान करना। आरईसी समूह'मॉड्यूल में गैपलेस सेल व्यवस्था, ट्विन डिज़ाइन और स्लीक एस्थेटिक्स हैं जो आवासीय अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलित हैं। ये पैनल विभिन्न स्थितियों के तहत आदर्श शक्ति सुनिश्चित करते हैं जिसके परिणामस्वरूप उच्च तापमान गुणांक, बेहतर विद्युत प्रवाह और निवेश पर त्वरित रिटर्न मिलता है।
इसके अलावा, बाहर की जाँच करें आरईसी सोलर पैनल समीक्षा
2. जिनर्जी
सुपर उच्च सेल दक्षता के साथ द्विमुखी एन-एचजेटी सौर मॉड्यूल प्रदान करें 24% से अधिक. जिनेर्जी मॉड्यूल में 166BB हाफ कट के साथ 9 सेल हैं, जिसके परिणामस्वरूप विभिन्न स्थितियों में बिजली में 10%-35% सुधार होता है। वे कम रोशनी में प्रदर्शन, कम तापमान गुणांक और कम गिरावट के साथ उन्नत और लागत प्रभावी सेल और मॉड्यूल उत्पादन क्षमता प्रदान करते हैं।
3. एकेकॉम
अत्याधुनिक HJT सौर सेल और मॉड्यूल में विशेषज्ञता 95% की द्विमुखी दर और 26% तक की दक्षता के साथ। AKCOME ऑप्ट्रोनिक्स समाधान पीआईडी-मुक्त, कम तापमान गुणांक और अमोनिया मुक्त अपशिष्ट जल उत्पादन के साथ 100μm मोटी सिलिकॉन स्लाइस का उत्पादन करने में सक्षम हैं।
4. बढ़ी हुई ऊर्जा
उनके हाइपर-आयन मॉड्यूल श्रृंखला में अल्ट्रा-हाई बाइफेसियल फैक्टर है और पेटेंटेड हाइपर-लिंक इंटरकनेक्शन प्रौद्योगिकी जो विद्युत उत्पादन को अधिकतम करती है। बढ़ी हुई ऊर्जा मॉड्यूल 700 से 725 सेल की द्वि-मुखता के साथ 110-132Wp का पावर आउटपुट प्रदान करते हैं जो 22.8-23.3% तक दक्षता को अनुकूलित करते हैं। वे एक स्थिर पावर तापमान गुणांक, अल्ट्रा-कम कार्बन उत्सर्जन और मजबूत एंटी-एलआईडी प्रदर्शन प्रदान करते हैं।
5. हुआसेन
यह चीन की औद्योगिक अग्रणी कंपनी है अल्ट्रा-उच्च दक्षता वाले एन-टाइप सिलिकॉन हेटेरोजंक्शन (एचजेटी) सौर वेफर्स प्रदान करता है, कोशिकाएं और मॉड्यूल। हुआसुन उत्पाद TOPCon द्वि-मुखीय सौर मॉड्यूल की तुलना में 3% अधिक वार्षिक ऊर्जा उत्पादन प्रदान करते हैं, जिसमें 750W तक का पावर आउटपुट और 24.16% की अधिकतम दक्षता होती है। डबल-ग्लास निर्माण और EPE-आधारित एनकैप्सुलेंट के साथ-साथ PIB सीलिंग की विशेषता बेहतर जलरोधी, अग्निरोधी और संक्षारण-प्रतिरोधी गुण प्रदान करती है जो कठोर परिस्थितियों के लिए उपयुक्त हैं।
हेटेरोजंक्शन बनाम बाइफेसियल पैनल
दोनों सतह पुनर्संयोजन को कम करने और दक्षता में सुधार करने के लिए निष्क्रिय कोटिंग्स का उपयोग करते हैं, जिससे कुछ संरचनात्मक समानताएं साझा होती हैं। आवश्यक अंतर यह है कि heterojunction पैनलों को मोनोफेशियल या बाइफेशियल उपयोग के लिए विकसित किया जा सकता है जबकि द्विमुखीय पैनल एचजेटी के अलावा कई अन्य आधार प्रौद्योगिकियों को एकीकृत कर सकते हैं।
निम्नलिखित तालिका में द्विमुखीय और विषमजंक्शन (एचजेटी) सौर पीवी मॉड्यूल की आवश्यक विशेषताओं की तुलना की गई है:
| विशेषता | द्विमुखीय मॉड्यूल | एचजेटी मॉड्यूल |
| प्रकाश अवशोषण | आगे और पीछे दोनों तरफ से प्रकाश को अवशोषित करें। | स्तरित संरचना उच्च दक्षता के लिए इलेक्ट्रॉन-होल युग्मों के पृथक्करण में सुधार करती है। |
| दक्षता | 30% से अधिक दक्षता प्राप्त करें। | 26.7% तक दक्षता प्राप्त करें। |
| फायदे | बेहतर डिज़ाइन लचीलापन और अनुकूलनशीलता. | समय के साथ रूपांतरण दक्षता में वृद्धि, तापमान सहनशीलता में सुधार और क्षरण दर में कमी। |
| चुनौतियां | इष्टतम परिनियोजन के लिए, प्रदर्शन पर एल्बिडो के लगातार प्रभाव के कारण सटीक मॉडलिंग और सिमुलेशन आवश्यक हैं। | जटिल विनिर्माण प्रक्रियाएं और अधिक उत्पादन लागत व्यापक उपयोग में बाधा डाल रही हैं। |
दोनों सौर पी.वी. प्रौद्योगिकियां दक्षता और प्रदर्शन में सुधार लाती हैं, जिससे विशिष्ट लाभ और चुनौतियां उत्पन्न होती हैं, तथा साथ ही सौर ऊर्जा उत्पादन की व्यावहारिकता और स्थिरता में भी वृद्धि होती है।
हेटेरोजंक्शन बनाम पारंपरिक क्रिस्टलीय सिलिकॉन पैनल
हेटेरोजंक्शन तकनीक पुनर्संयोजन में सुधार करके और अन्य कमियों को ठीक करके पारंपरिक सी-एसआई पैनलों को आगे बढ़ाती है। आइए हम दोनों तकनीकों की तुलना करके समझें कि सेल संरचना में मामूली बदलाव मॉड्यूल के समग्र प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करते हैं।
| विशेषता | हेटेरोजंक्शन (HJT) | मोनोक्रिस्टलाइन (मोनो सी-Si) | पॉलीक्रिस्टलाइन (पॉली सी-Si) |
| सामग्री अवशोषक परत | मोनो सी-Si और a-Si:H | मोनो सी-Si | पॉली सी-Si |
| संरचना | मोनो सी-Si वेफर-आधारित परत को a-Si:H निष्क्रिय परतों में रखा गया है | मोनो सी-एसआई पीएन जंक्शन | पॉली सी-एसआई पीएन जंक्शन |
| जिंदगी | 30 साल | 25-30 साल | |
| तापमान गुणांक (औसत) | -0.21% / ºC | -0.446% / ºC | -0.387% / ºC |
| उच्चतम दर्ज दक्षता | 26.7% तक | 25.4% तक | 24.4% तक |
| बाजार का हिस्सा | 5% | 36.0% तक | 54.9% तक |
| मूल्य रेंज | $0.34/वा | $0.16/W-$0.46/W | $0.24/वा |
नोट: उल्लिखित दक्षता ब्रांड और उनके मॉडल के आधार पर भिन्न हो सकती है।
आखिरकार, हेटेरोजंक्शन सोलर सेल बहुमुखी और अत्यधिक कुशल होते हैं, जो उन्हें सीमित स्थान के अनुप्रयोगों के लिए बेहतरीन बनाते हैं। ये पैनल बेहतरीन प्रदर्शन देते हैं, लेकिन इनकी कीमत बहुत ज़्यादा होती है, जिसके आने वाले सालों में कम होने की खबर है। ऐसी और जानकारीपूर्ण सामग्री के लिए, हमारे ब्लॉग पोस्ट पढ़ते रहें।
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