ヘテロ接合太陽電池は、PV 市場における最近の進歩であり、標準モジュールの一般的な欠点を解決しています。再結合を減らし、暑い気候でのパフォーマンスを向上させます。ヘテロ接合太陽電池についてさらに詳しく見ていきましょう。
ヘテロ接合太陽電池と技術
これらはシリコンヘテロ接合（SHJ）またはヘテロ接合型薄膜（HIT）太陽電池パネルとも呼ばれます。これらは HJT太陽電池のグループ 高度な太陽光発電技術を採用しています。
ヘテロ接合技術とは何かについて混乱しないでください。これらは N型単結晶シリコン基板上に構築 非ドープアモルファスシリコン層 (ia-Si:H) が上部に配置されており、効率と性能が向上しています。
これらのセルは、次の 3 つの主要な材料で構成されています。
1. 結晶シリコン（c-Si） – 従来のソーラーパネルは、これらを使用してホモ接合型太陽電池を構築します。これらには、多結晶シリコンと単結晶シリコンの 2 種類があります。ただし、HJT 太陽電池には、純度と効率が優れているため、単結晶のみが考慮されています。
2. アモルファスシリコン（a-Si） – これらの太陽電池の主要部品は、密度欠陥を修正するために水素化され、 水素化アモルファスシリコン (a-Si:H)。この材料はドーピングが容易で、バンドギャップも高くなります。
3. インジウムスズ酸化物（ITO） – ITO はこれらの太陽電池の透明導電性酸化物 (TCO) 層に選ばれた材料ですが、研究者たちは価格を下げるために代替品を模索しています。ITO の反射率と導電性により、これらの太陽電池の接触層と外部層として理想的です。
ヘテロ接合太陽電池の分類
ドーピングにより、これらの太陽電池は n 型セルと p 型セルに区別されます。
- N型セルはリンドープc-Siウェハを使用する これにより、負電荷を帯びるための追加の電子が提供され、ホウ素酸素による効率低下に対する耐性が高まります。
- ホウ素を添加したP型セル 宇宙放射線耐性があり、セルに正電荷を帯びる電子が 1 つ少ないため、宇宙用途に適しています。
ヘテロ接合太陽電池の動作原理
これらの太陽電池 3層の吸収材を使用する 薄膜と従来の太陽光発電技術を組み合わせたものです。太陽光がこれらのパネルに到達すると、光起電力効果が開始され、光子が電気に変換されます。
HJT の主な作業プロセスは次のとおりです。
- 太陽光は電子を刺激する 吸収層のPN接合部で伝導帯に移動し、電子正孔対（eh）を形成します。
- Pドープ層に取り付けられた端子は刺激された電子を集め、 電気を生成します 負荷を通って流れます。
- 負荷を通過した後、電子はセルの背面接点に戻り、正孔と再結合して特定の eh ペアの手順を完了します。
この モジュールが電気を生成すると、プロセスは継続的に発生します。標準的な c-Si PV モジュールでは、電子と正孔が電気の流れに寄与せずに再結合するときに発生する表面再結合により、効率が制限されます。
HJTセルはこの問題に対処するために より大きなバンドギャップ層を有する不活性化半導体膜を使用する 再結合を防ぐために電荷の流れを遅くする a-Si:H で構成されています。このバッファ層は、高電圧を提供するのに十分な電荷の流れを遅くすると同時に、電子が収集される前に再結合を防ぐため、効率が向上します。
光吸収プロセスでは、3つの半導体層すべてが 光子を吸収して電気に変換する.
- 最上層のアモルファス シリコン (a-Si:H) は、太陽光と反射光を収集して捕捉します。
- 中間層の結晶シリコン (c-Si) は非常に効率的で、光子を電気に変換します。
- 下部のアモルファス シリコン層 (a-Si:H) は残りの光子を変換し、全体的な効率を向上させます。
太陽光発電の設置費用が 40％下落しました 10年以上にわたり、業界が新しい市場に成長し、全国に何千ものシステムを構築するのに貢献してきました。
テクノロジーを組み合わせることで、ヘテロ接合セルは単独で捕捉できるよりも多くのエネルギーを活用でき、25% 以上の効率を達成できます。
ヘテロ接合型ソーラーパネルの価格
現在の設計によれば、SHJモジュールのコストは 0.48-0.56 USD/週 従来のモジュールでは 0.50 USD/W でした。
注意： ヘテロ接合太陽電池の価格は、市場の変動、ブランドの違い、地域要因により異なる場合があります。
ヘテロ接合技術の利点と欠点
ヘテロ接合ソーラー技術を実用規模の環境に応用すると、25 ～ 30% の効率が得られます。ただし、HJT の利点には、以下に挙げる欠点もあります。
| 優位性 | デメリット |
| より多くの太陽光を電気に変換することで、標準的な太陽電池よりも優れた性能を発揮します。 | 製造と統合には高度なスキルと特殊な設備が必要です。 |
| 高温でも効率的に性能低下を抑えます。 | 薄い構造のため、損傷を受けやすい。 |
| 暗い場所でも安定したパフォーマンスを発揮し、変化する気象条件にも最適です。 | 湿気の影響を受けやすいため、効率と寿命が低下します。 |
| 30% の効率と 92% の両面反射率で、大規模プロジェクトに最適です。 | 生産量の制限、複雑な技術、半導体の幅広い範囲により、価格が上昇し、入手可能性が低下する可能性があります。 |
| 必要な製造工程は 5 ～ 7 工程のみなので、生産コストが削減されます。 | 最近発売されたため、インストールとメンテナンスの経験は限られています。 |
クロスリファレンス： 250°Cで製造された二重ヘテロ接合結晶シリコンセル、効率12.9%
トップヘテロ接合太陽電池メーカー
主要なヘテロ接合型太陽電池パネルメーカーは次のとおりです。
1.レック
彼らの Alpha Pureシリーズは、高度なヘテロ接合（HJT）セル技術を採用しています。 226ワット/m²から470ワットの範囲の電力密度を提供します。 RECグループのモジュールは、隙間のないセル配置、ツイン デザイン、住宅用途に最適な洗練された外観を特徴としています。これらのパネルは、さまざまな条件下で理想的な電力を保証し、温度係数が高くなり、電気の流れが改善され、投資回収が早くなります。
また、 REC ソーラーパネルのレビュー
2. ジンジー
超高セル効率の両面N-HJTソーラーモジュールを提供 24％以上。 ジナジー モジュールには 166BB ハーフカットのセルが 9 個あり、さまざまな条件で 10% ～ 35% の電力向上を実現します。低照度性能、低温度係数、劣化の低減など、先進的でコスト効率の高いセルおよびモジュール生産能力を提供します。
3. アコメ
最先端のHJT太陽電池とモジュールに特化 両面率は95%、効率は最大26%です。 AKCOMEオプトロニクス ソリューションは、PIDフリー、低温度係数、アンモニアフリーの廃水出力で、100μm厚のシリコンスライスを生産することができます。
4. 上昇したエネルギー
彼らの ハイパーイオンモジュールシリーズは、超高両面係数を備えています 特許取得済みのハイパーリンク相互接続技術により、電力出力を最大化します。 上昇したエネルギー モジュールは、700～725 個のセルの両面で 110～132Wp の出力を提供し、効率を 22.8～23.3 % 最適化します。安定した電力温度係数、超低炭素排出量、強力な LID 防止性能を備えています。
5. 華森
この中国の産業大手企業 超高効率N型シリコンヘテロ接合（HJT）太陽電池ウェハーを提供、セルとモジュール。 華孫 製品は、最大出力 3W、最大効率 750% の TOPCon 両面ソーラー モジュールよりも年間エネルギー生産量が 24.16% 増加します。二重ガラス構造、EPE ベースの封止材、PIB シーリングを採用し、過酷な条件に適した防水性、耐火性、耐腐食性が向上しています。
ヘテロ接合パネルと両面パネル
どちらも表面再結合を減らして効率を向上させるために不動態化コーティングを使用しているため、ある程度の構造上の類似点があります。本質的な違いは、 ヘテロ接合 パネルは片面または両面での使用向けに開発できる 一方、両面パネルでは、HJT 以外のいくつかの基本技術を統合できます。
次の表は、両面およびヘテロ接合 (HJT) 太陽光発電モジュールの重要な機能を比較したものです。
| 特性 | 両面モジュール | HJTモジュール |
| 光吸収 | 前面と背面の両方から光を吸収します。 | 層状構造により電子と正孔の対の分離が改善され、効率が向上します。 |
| 効率化 | 30%以上の効率を達成します。 | 最大26.7%の効率を達成します。 |
| 優位性 | 設計の柔軟性と適応性が向上しました。 | 変換効率の向上、温度耐性の改善、経時的な劣化速度の低下。 |
| チャレンジ | アルベドがパフォーマンスに一貫して影響を与えるため、最適な展開には正確なモデリングとシミュレーションが必要です。 | 複雑な製造プロセスと高い生産コストが、より広範な使用を妨げています。 |
どちらの太陽光発電技術も効率と性能を向上させ、明確な利点と課題をもたらすと同時に、太陽光発電の実用性と持続可能性を高めます。
ヘテロ接合型と従来の結晶シリコンパネルの比較
ヘテロ接合技術は、再結合を改善し、その他の欠点を修正することで、従来の c-Si パネルを進化させます。セル構造の小さな変更がモジュールの全体的なパフォーマンスにどのように影響するかを理解するために、2 つの技術を比較してみましょう。
| 特性 | ヘテロ接合 (HJT) | 単結晶（モノc-Si） | 多結晶（ポリc-Si） |
| 材料吸収層 | モノ c-Si および a-Si:H | モノc-Si | ポリシリコン |
| Structure | a-Si:H パッシベーション層で覆われたモノ c-Si ウェーハベース層 | モノc-Si pn接合 | ポリc-Si pn接合 |
| 寿命 | 創業30周年 | 25-30年 | |
| 温度係数（平均） | -0.21％/ºC | -0.446％/ºC | -0.387％/ºC |
| 最高記録の効率 | 26.7% | 25.4% | 24.4% |
| 市場占有率 | 5% | 36.0% | 54.9% |
| 価格帯 | $0.34/週 | 0.16ドル/週～0.46ドル/週 | $0.24/週 |
注意： 記載されている効率は、ブランドやモデルによって異なる場合があります。
結局のところ、ヘテロ接合太陽電池は多用途で効率性が高く、限られたスペースでの用途に最適です。これらのパネルは優れた性能を発揮しますが、価格は高額で、今後数年で下がると予想されています。このような有益なコンテンツをもっとご覧になりたい場合は、引き続き当社のブログ投稿をお読みください。
