Heterojunction zonnecellen zijn een recente ontwikkeling in de PV-markt die veelvoorkomende nadelen van standaardmodules aanpakken. Het vermindert recombinatie en verbetert de prestaties in warme klimaten. Kom, laten we er meer over ontdekken.
Heterojunctie zonnecellen en technologie
Deze staan ook bekend als Silicium heterojuncties (SHJ) of Heterojunctie met Intrinsic Thin Layer (HIT) zonnepanelen. Dit zijn een groep HJT-zonnecellen die gebruikmaken van geavanceerde fotovoltaïsche technologie.
Raak niet in de war over wat heterojunctiontechnologie is. Dit zijn gebouwd op een N-type monokristallijn siliciumsubstraat en hebben bovenop niet-gedoteerde amorfe siliciumlagen (ia-Si:H) geplaatst, wat hun efficiëntie en prestaties verbetert.
Deze cellen bestaan uit drie belangrijke materialen:
1. Kristallijn silicium (c-Si) - Conventionele zonnepanelen gebruiken ze om homojunctie zonnecellen te bouwen. Ze zijn van twee typen: polykristallijn silicium en monokristallijn silicium. Monokristallijn is echter de enige die in aanmerking komt voor HJT zonnecellen vanwege de betere zuiverheid en efficiëntie.
2. Amorf silicium (a-Si) – Het belangrijkste bestanddeel van deze zonnecellen is gehydrogeneerd om dichtheidsfouten te herstellen die gehydrogeneerd amorf silicium (a-Si:H). Dit materiaal is gemakkelijker te doteren en heeft een hogere bandgap.
3. Indiumtinoxide (ITO) – Het is het gekozen materiaal voor de transparante geleidende oxidelaag (TCO) in deze zonnecellen, terwijl onderzoekers alternatieven voor lagere prijzen onderzoeken. De reflectiviteit en geleidbaarheid van ITO maken het een ideale contact- en buitenlaag voor deze zonnecellen.
Classificatie van heterojunctiezonnecellen
Door doping worden deze zonnecellen onderscheiden in n-type en p-type cellen:
- N-type cellen gebruiken fosforgedoteerde c-Si wafers die extra elektronen leveren voor negatieve lading en ze bestand maken tegen de door boor-zuurstof veroorzaakte efficiëntievermindering.
- P-type cellen gedoteerd met boor zijn beter geschikt voor toepassingen in de ruimte, omdat ze bestand zijn tegen ruimtestraling. Hierdoor krijgt de cel één elektron minder, waardoor deze positief wordt geladen.
Werkingsprincipe van heterojunctiezonnecel
Deze zonnecellen gebruik drie lagen absorberende materialen combinatie van dunnefilm- en traditionele fotovoltaïsche technieken. Wanneer zonlicht deze panelen bereikt, start het het fotovoltaïsche effect dat fotonen omzet in elektriciteit.
Het belangrijkste werkproces van HJT omvat:
- Zonlicht stimuleert elektronen bij de PN-overgang van de absorberlaag, waardoor ze naar de geleidingsband worden verplaatst en elektron-gatparen (eh) worden gevormd.
- De terminal die aan de P-gedoteerde laag is bevestigd, verzamelt gestimuleerde elektronen en genereert elektriciteit die door de lading stroomt.
- Nadat het elektron door de belasting is gegaan, keert het terug naar het achterste contactpunt van de cel en recombineert het met een gat om de procedure van een bepaald eh-paar te voltooien.
In deze proces vindt continu plaats terwijl de modules elektriciteit opwekkenStandaard c-Si PV-modules hebben efficiëntiebeperkingen vanwege oppervlakterecombinatie. Deze recombinatie vindt plaats wanneer elektronen en gaten recombineren zonder bij te dragen aan de elektrische stroom.
HJT-cellen pakken dit probleem aan door met behulp van een passiverende halfgeleiderfilm met een grotere bandgaplaag samengesteld uit a-Si:H dat de ladingstroom vertraagt om recombinatie te voorkomen. Deze bufferlaag vertraagt de ladingsstroom genoeg om een hoge spanning te leveren en voorkomt ook recombinatie voordat elektronen worden verzameld, waardoor de efficiëntie wordt verbeterd.
Tijdens het lichtabsorptieproces worden alle drie de halfgeleiderlagen fotonen absorberen en zo hun omzetting in elektriciteit vergemakkelijken.
- De bovenste laag, amorf silicium (a-Si:H), verzamelt en vangt zonlicht en reflecties op.
- De middelste laag, kristallijn silicium (c-Si), is zeer efficiënt en zet fotonen om in elektriciteit.
- De onderste amorfe siliciumlaag (a-Si:H) zet de resterende fotonen om, waardoor de totale efficiëntie verbetert.
Wist u dat de prijzen voor zonne-installaties zijn gestegen? gedaald met 40% In de afgelopen 10 jaar heeft dit bedrijf de sector geholpen om uit te groeien tot een nieuwe markt en duizenden systemen in het hele land op te zetten.
Door technologieën te combineren kunnen heterojunctiecellen meer energie opvangen dan ze afzonderlijk zouden kunnen opvangen, waardoor ze een efficiëntie van 25% of meer kunnen bereiken.
Zie ook: Een complete gids over TOPCon-zonnetechnologie
Prijs van heterojunctie zonnepanelen
Volgens de huidige ontwerpen kosten SHJ-modules 0.48-0.56 USD/W vergeleken met 0.50 USD/W voor conventionele modules.
Let op: De prijzen van heterojunctiezonnecellen kunnen variëren als gevolg van marktschommelingen, merkverschillen en regionale factoren.
Voordelen en nadelen van heterojunctietechnologie
Toepassingen van heterojunction solar technologie in utility-scale settings kunnen een efficiëntie van 25 tot 30% bieden. Echter, de voordelen van HJT hebben ook nadelen die hieronder worden opgesomd:
| Voordelen | Nadelen |
| Presteren beter dan standaard zonnecellen doordat ze meer zonlicht omzetten in elektriciteit. | Voor productie en integratie zijn geavanceerde vaardigheden en gespecialiseerde apparatuur vereist. |
| Efficiënt bij hoge temperaturen om prestatievermindering te beperken. | Gevoelig voor beschadiging vanwege hun dunne bouw. |
| Presteert consistent bij weinig licht en is ideaal bij wisselende weersomstandigheden. | Vochtgevoeligheid heeft een negatief effect op de efficiëntie en levensduur. |
| 30% efficiëntie met 92% bifacialiteit, waardoor het perfect is voor grootschalige projecten. | Beperkingen in het productievolume, complexe technologie en een breed scala aan halfgeleiders kunnen de prijzen opdrijven en de beschikbaarheid beperken. |
| Er zijn slechts 5-7 productiestappen nodig, waardoor de productiekosten dalen. | Omdat het nog maar kort geleden is gelanceerd, is er nog maar beperkte ervaring met installatie en onderhoud. |
Kruisverwijzing: Dubbel-heterojunctie kristallijne siliciumcel vervaardigd bij 250°C met 12.9% efficiëntie
Topfabrikanten van heterojunctiezonnecellen
De belangrijkste fabrikanten van heterjunctiezonnepanelen zijn:
1. OPNAME
Hun De Alpha Pure-serie maakt gebruik van geavanceerde heterojunctie (HJT) celtechnologie om een vermogensdichtheid te bieden variërend van 226 watt/m² tot 470 watt. REC-groepDe module van 's beschikt over een gapless cell-opstelling, een dubbel ontwerp en een strakke esthetiek die geoptimaliseerd is voor residentiële toepassingen. Deze panelen zorgen voor een ideaal vermogen onder verschillende omstandigheden, wat resulteert in een hogere temperatuurcoëfficiënt, verbeterde elektrische stroom en een snelle return on investment.
Bekijk ook de REC Zonnepaneel Beoordeling
2. JINERGIE
Bifaciale N-HJT-zonnepanelen met een superhoge celefficiëntie aanbieden van meer dan 24%. Jingergy modules hebben 166 cellen met een 9BB half cut wat resulteert in een 10%-35% verbetering in vermogen in verschillende omstandigheden. Ze bieden geavanceerde en kosteneffectieve cel- en moduleproductiecapaciteit met prestaties bij weinig licht, lage temperatuurcoëfficiënt en verminderde degradatie.
3. AKKOMEN
Gespecialiseerd in geavanceerde HJT-zonnecellen en -modules met een bifaciaal percentage van 95% en een efficiëntie tot 26%. AKCOME Optronics oplossingen zijn in staat om 100 μm dikke siliciumplakken te produceren met PID-vrije, lage temperatuurcoëfficiënt en ammoniakvrije afvalwateroutput.
4. Verhoogde energie
Hun De Hyper-Ion Module-serie heeft een ultrahoge bifaciale factor en gepatenteerde Hyper-link Interconnection-technologie die het uitgangsvermogen maximaliseert. gestegen energie modules leveren een vermogen van 700-725Wp met een bifacialiteit van 110 tot 132 cellen die de efficiëntie optimaliseren met 22.8-23.3%. Ze bieden een stabiele vermogenstemperatuurcoëfficiënt, ultralage koolstofemissies en sterke anti-LID-prestaties.
5.Hua Sen
Dit is het toonaangevende industriële bedrijf van China levert ultra-efficiënte N-type silicium heterojunctie (HJT) zonnewafers, cellen en modules. Huasun producten leveren 3% meer jaarlijkse energieproductie dan de TOPCon bifaciale zonnemodule met vermogens tot 750W en een maximale efficiëntie van 24.16%. Met een constructie van dubbel glas en een EPE-gebaseerde inkapseling en PIB-afdichting biedt het verbeterde waterdichte, brandwerende en corrosiebestendige kwaliteiten die geschikt zijn voor zware omstandigheden.
Heterojunctie versus bifaciale panelen
Beide gebruiken passiverende coatings om oppervlakterecombinatie te verminderen en de efficiëntie te verbeteren, waardoor ze bepaalde structurele overeenkomsten delen. Het essentiële onderscheid is dat heterojunctie panelen kunnen worden ontwikkeld voor monofaciaal of bifaciaal gebruik terwijl bifaciale panelen meerdere basistechnologieën kunnen integreren, anders dan HJT.
De volgende tabel vergelijkt de essentiële kenmerken van bifaciale en heterojunctie (HJT) zonne-PV-modules:
| Kenmerk | Bifaciale modules | HJT-modules |
| Lichte absorptie | Absorbeer licht van zowel de voor- als de achterkant. | Een gelaagde structuur verbetert de scheiding van elektron-gatparen en zorgt zo voor een hogere efficiëntie. |
| Efficiëntie | Bereik een efficiëntie van meer dan 30%. | Bereik een efficiëntie tot 26.7%. |
| Voordelen | Verbeterde ontwerpflexibiliteit en aanpasbaarheid. | Hogere conversie-efficiëntie, verbeterde temperatuurtolerantie en lagere afbraaksnelheden in de loop van de tijd. |
| Challenges | Voor een optimale implementatie zijn nauwkeurige modellering en simulatie noodzakelijk vanwege de constante impact van albedo op de prestaties. | Complexe productieprocessen en hogere productiekosten staan een bredere toepassing in de weg. |
Beide zonne-PV-technologieën verbeteren de efficiëntie en prestaties en bieden zowel duidelijke voordelen als uitdagingen. Tegelijkertijd vergroten ze de bruikbaarheid en duurzaamheid van de opwekking van zonne-energie.
Heterojunctie versus traditionele kristallijne siliciumpanelen
Heterojunction-technologie verbetert traditionele c-Si-panelen door recombinatie te verbeteren en andere tekortkomingen te verhelpen. Laten we de twee technologieën vergelijken om te begrijpen hoe kleine veranderingen in de celstructuur de algehele prestaties van de module beïnvloeden.
| Kenmerk | Heterojunctie (HJT) | Monokristallijn (mono c-Si) | Polykristallijn (poly c-Si) |
| Materialen Absorberlaag | Mono c-Si en a-Si:H | Mono c-Si | Poly-c-Si |
| Structuur | Mono c-Si wafer-gebaseerde laag omhuld door a-Si:H passiveringslagen | Mono c-Si pn-overgang | Poly c-Si pn-overgang |
| Levensduur | 30 jaar | 25-30 jaar | |
| Temperatuurcoëfficiënt (gemiddeld) | -0.21% / ºC | -0.446% / ºC | -0.387% / ºC |
| Hoogst geregistreerde efficiëntie | 26.7% | 25.4% | 24.4% |
| Marktaandeel | 5% | 36.0% | 54.9% |
| Prijsklasse | $ 0.34/W | $0.16/W-$0.46/W | $ 0.24/W |
Let op: De genoemde efficiëntie kan variëren afhankelijk van het merk en het model.
Uiteindelijk zijn heterojunctiezonnecellen veelzijdig en zeer efficiënt, waardoor ze ideaal zijn voor toepassingen met beperkte ruimte. Deze panelen bieden geweldige prestaties, maar hebben een stevig prijskaartje dat naar verluidt in de komende jaren zal dalen. Blijf onze blogposts lezen voor meer van dergelijke informatieve content.
Aanbevolen: 20+ krachtigste zonnepanelen met het hoogste wattage
