Heterozłączowe ogniwa słoneczne to najnowszy postęp na rynku PV, który rozwiązuje typowe wady standardowych modułów. Zmniejsza rekombinację i poprawia wydajność w gorącym klimacie. Przyjdź i dowiedz się więcej na ich temat.
Heterozłączowe ogniwa słoneczne i technologia
Są one również znane jako heterozłącza krzemowe (SHJ) lub panele słoneczne z heterozłączami i cienką warstwą wewnętrzną (HIT). Są to grupa ogniw słonecznych HJT wykorzystujących zaawansowaną technologię fotowoltaiczną.
Nie myl się co do tego, czym jest technologia heterozłączowa. To są zbudowany na podłożu z monokrystalicznego krzemu typu N i mają na wierzchu warstwy niedomieszkowanego amorficznego krzemu (ia-Si:H), co zwiększa ich wydajność i wydajność.
Ogniwa te zbudowane są z trzech głównych materiałów:
1. Krzem krystaliczny (c-Si) - Konwencjonalne panele słoneczne wykorzystują je do budowy ogniw słonecznych homozłączowych. Są one dwóch typów: krzemu polikrystalicznego i krzemu monokrystalicznego. Jednak monokrystaliczny jest jedynym branym pod uwagę w przypadku ogniw słonecznych HJT ze względu na jego lepszą czystość i wydajność.
2. Krzem amorficzny (a-Si) – Kluczowym elementem tych ogniw słonecznych jest uwodornienie w celu naprawy błędów gęstości, które powodują uwodorniony krzem amorficzny (a-Si:H). Materiał ten jest łatwiejszy do domieszkowania i ma większą przerwę pasmową.
3. Tlenek indu i cyny (ITO) – Jest to wybrany materiał na przezroczystą warstwę przewodzącego tlenku (TCO) w tych ogniwach słonecznych, podczas gdy naukowcy badają jego alternatywy dla niższych cen. Odblaskowość i przewodność ITO sprawiają, że jest to idealna warstwa kontaktowa i zewnętrzna dla tych ogniw słonecznych.
Klasyfikacja ogniw słonecznych heterozłączowych
Domieszkowanie różnicuje ogniwa słoneczne na ogniwa typu n i typu p:
- Ogniwa typu N wykorzystują płytki c-Si domieszkowane fosforem które zapewniają dodatkowe elektrony do ujemnego ładowania i czynią je odpornymi na redukcję wydajności wywołaną przez bor i tlen.
- Ogniwa typu P domieszkowane borem są lepiej przystosowane do zastosowań kosmicznych ze względu na swoją odporność na promieniowanie kosmiczne, przez co komórka otrzymuje o jeden elektron mniej, co powoduje naładowanie jej dodatnie.
Zasada działania ogniwa słonecznego heterozłączowego
Te ogniwa słoneczne użyj trzech warstw materiałów pochłaniających łącząc cienkowarstwowe i tradycyjne techniki fotowoltaiczne. Kiedy światło słoneczne dociera do tych paneli, inicjuje efekt fotowoltaiczny, który zamienia fotony w energię elektryczną.
Główny proces pracy HJT obejmuje:
- Światło słoneczne stymuluje elektrony na złączu PN warstwy absorbującej, co powoduje ich przesunięcie do pasma przewodnictwa i utworzenie par elektron-dziura (eh).
- Terminal przyłączony do warstwy domieszkowanej P zbiera stymulowane elektrony i wytwarza energię elektryczną który przepływa przez ładunek.
- Po przejściu przez ładunek elektron powraca do tylnego styku ogniwa i łączy się z dziurą, aby dokończyć procedurę konkretnej pary eh.
Ten proces ten zachodzi w sposób ciągły, ponieważ moduły generują energię elektrycznąStandardowe moduły fotowoltaiczne c-Si mają ograniczenia wydajności ze względu na rekombinację powierzchniową, która zachodzi, gdy elektrony i dziury rekombinują bez przyczyniania się do przepływu prądu elektrycznego.
Komórki HJT rozwiązują ten problem poprzez wykorzystując pasywującą warstwę półprzewodnikową z większą warstwą przerwy energetycznej składa się z a-Si:H, który spowalnia przepływ ładunku, aby zapobiec rekombinacji. Ta warstwa buforowa spowalnia przepływ ładunku na tyle, aby zapewnić wysokie napięcie, a jednocześnie zapobiega rekombinacji przed zebraniem elektronów, zwiększając w ten sposób wydajność.
W procesie absorpcji światła wszystkie trzy warstwy półprzewodnikowe absorbują fotony ułatwiając ich konwersję na energię elektryczną.
- Górna warstwa amorficznego krzemu (a-Si:H) zbiera i przechwytuje światło słoneczne i odbicia.
- Środkowa warstwa, czyli krystaliczny krzem (c-Si), jest bardzo wydajna i przetwarza fotony na energię elektryczną.
- Dolna warstwa amorficznego krzemu (a-Si:H) przetwarza pozostałe fotony, co zwiększa całkowitą wydajność.
Czy wiesz, że ceny instalacji solarnych mają spadł przez 40% ponad 10 lat pomogło branży rozwinąć się na nowym rynku i utworzyć tysiące systemów w całym kraju.
Łącząc technologie, ogniwa heterozłączowe są w stanie pozyskać więcej energii, niż mogłyby uzyskać, gdyby działały osobno, osiągając sprawność wynoszącą 25% lub więcej.
Zobacz także: Kompletny przewodnik po technologii solarnej TOPCon
Cena paneli słonecznych heterozłączowych
Według obecnych projektów moduły SHJ kosztują 0.48-0.56 USD/tydz. w porównaniu do 0.50 USD/W w przypadku modułów konwencjonalnych.
Uwaga: Ceny heterozłączowych ogniw słonecznych mogą się różnić ze względu na wahania rynkowe, różnice między markami i czynniki regionalne.
Zalety i wady technologii heterozłączowej
Zastosowania technologii solarnej heterozłączowej w zastosowaniach na skalę przemysłową mogą zapewnić wydajność od 25 do 30%. Jednak zalety HJT mają też wady, które wymieniono poniżej:
| Zalety | Niedogodności |
| Osiągnij lepsze wyniki niż standardowe ogniwa słoneczne, przetwarzając więcej światła słonecznego na energię elektryczną. | Do produkcji i integracji niezbędne są zaawansowane umiejętności i specjalistyczny sprzęt. |
| Skutecznie działa w wysokich temperaturach, ograniczając spadek wydajności. | Podatne na uszkodzenia ze względu na cienką konstrukcję. |
| Sprawdza się przy słabym oświetleniu i zmieniających się warunkach pogodowych. | Wrażliwość na wilgoć negatywnie wpływa na wydajność i trwałość. |
| Sprawność na poziomie 30% i dwustronność na poziomie 92% sprawiają, że urządzenie doskonale nadaje się do projektów na dużą skalę. | Ograniczenia wielkości produkcji, złożona technologia i szeroka gama półprzewodników mogą spowodować wzrost cen i ograniczenie dostępności. |
| Wymaganych jest tylko 5–7 etapów produkcji, co pozwala na redukcję kosztów produkcji. | Ze względu na niedawne wprowadzenie produktu na rynek, doświadczenie w zakresie jego instalacji i konserwacji jest ograniczone. |
Najlepsi producenci heterozłączowych ogniw słonecznych
Głównymi producentami paneli słonecznych z heterozłączami są:
1. REK
Ich Seria Alpha Pure wykorzystuje zaawansowaną technologię ogniw heterozłączowych (HJT) aby zapewnić gęstość mocy od 226 watów/m² do 470 watów. Grupa RECModuł 's charakteryzuje się układem ogniw bez szczeliny, podwójną konstrukcją i elegancką estetyką zoptymalizowaną do zastosowań mieszkaniowych. Panele te zapewniają idealną moc w różnych warunkach, co skutkuje wyższym współczynnikiem temperaturowym, poprawionym przepływem elektrycznym i szybkim zwrotem z inwestycji.
Sprawdź także Recenzja panelu słonecznego REC
2. JINERGIA
Oferujemy dwustronne moduły słoneczne N-HJT o bardzo wysokiej wydajności ogniw o ponad 24%. Dżinergja moduły mają 166 ogniw z 9BB half cut, co skutkuje 10%-35% poprawą mocy w różnych warunkach. Zapewniają zaawansowaną i ekonomiczną produkcję ogniw i modułów z wydajnością przy słabym oświetleniu, niskim współczynniku temperaturowym i zmniejszoną degradacją.
3. PRZYJDŹ
Specjalizujemy się w najnowocześniejszych ogniwach i modułach słonecznych HJT ze współczynnikiem bifacjalnym 95% i sprawnością do 26%. Optoelektronika AKCOME rozwiązania umożliwiają produkcję warstw krzemu o grubości 100 μm z wolnym od PID, niskim współczynnikiem temperaturowym i wolnym od amoniaku wyjściem ścieków.
4. Wzrosła energia
Ich Seria modułów Hyper-Ion charakteryzuje się niezwykle wysokim współczynnikiem bifacjalnym i opatentowaną technologię Hyper-link Interconnection, która maksymalizuje moc wyjściową. Wzrosła energia moduły zapewniają moc wyjściową 700-725 Wp z bifacialnością od 110 do 132 ogniw, które optymalizują wydajność o 22.8-23.3%. Oferują stały współczynnik temperatury zasilania, bardzo niską emisję dwutlenku węgla i silne działanie anty-LID.
5. HuaSen
Ta wiodąca w przemyśle firma w Chinach zapewnia niezwykle wydajne płytki solarne z heterozłączem krzemowym typu N (HJT), ogniwa i moduły. Huasun Produkty zapewniają o 3% większą roczną produkcję energii niż dwustronne moduły słoneczne TOPCon o mocy wyjściowej do 750 W i maksymalnej sprawności 24.16%. Dzięki podwójnej szklanej konstrukcji i izolacji na bazie EPE oraz uszczelnieniu PIB moduły te charakteryzują się lepszymi właściwościami wodoodpornymi, ognioodpornymi i odpornymi na korozję, co sprawdza się w trudnych warunkach.
Heterozłącze kontra panele bifacjalne
Oba wykorzystują pasywujące powłoki, aby zmniejszyć rekombinację powierzchni i poprawić wydajność, dzieląc tym samym pewne podobieństwa strukturalne. Istotną różnicą jest to, że heterozłącze panele mogą być zaprojektowane do użytku jednostronnego lub dwustronnego podczas gdy panele bifacjalne mogą integrować kilka innych technologii bazowych niż HJT.
W poniższej tabeli porównano podstawowe cechy modułów fotowoltaicznych bifacjalnych i heterozłączowych (HJT):
| Charakterystyka | Moduły bifacjalne | Moduły HJT |
| Absorpcja światła | Absorbują światło zarówno z przodu, jak i z tyłu. | Struktura warstwowa poprawia separację par elektron-dziura, co przekłada się na wyższą wydajność. |
| Wydajność: | Osiągnij wydajność ponad 30%. | Osiągnij wydajność do 26.7%. |
| Zalety | Poprawiona elastyczność i zdolność adaptacji projektu. | Zwiększona wydajność konwersji, poprawiona tolerancja temperaturowa i wolniejsze tempo degradacji w czasie. |
| Wyzwania | Aby zapewnić optymalne wdrożenie, konieczne jest dokładne modelowanie i symulacja ze względu na stały wpływ albedo na wydajność. | Złożoność procesów produkcyjnych i wyższe koszty produkcji uniemożliwiają szersze zastosowanie. |
Obie technologie fotowoltaiczne poprawiają wydajność i efektywność, zapewniając wyraźne korzyści, ale i stawiając czoła wyzwaniom, jednocześnie zwiększając praktyczność i zrównoważony charakter wytwarzania energii słonecznej.
Heterozłącze kontra tradycyjne panele z krzemu krystalicznego
Technologia heterozłączy rozwija tradycyjne panele c-Si poprzez poprawę rekombinacji i naprawę innych niedociągnięć. Porównajmy te dwie technologie, aby zrozumieć, jak drobne zmiany w strukturze komórki wpływają na ogólną wydajność modułu.
| Charakterystyka | Heterozłącze (HJT) | Monokrystaliczny (mono c-Si) | Polikrystaliczny (poli c-Si) |
| Materiały Warstwa absorbująca | Mono c-Si i a-Si:H | Mono-c-Si | Poli c-Si |
| Structure | Warstwa na bazie monokrystalicznego wafla c-Si umieszczona w pasywujących warstwach a-Si:H | Złącze mono c-Si pn | Złącze pn poli c-Si |
| Żywotność | 30 roku | 25-30 lat | |
| Współczynnik temperaturowy (średni) | -0.21% / ºC | -0.446% / ºC | -0.387% / ºC |
| Najwyższa odnotowana wydajność | 26.7% | 25.4% | 24.4% |
| Udział w rynku | 5% | 36.0% | 54.9% |
| Przedział cenowy | 0.34 USD/W | 0.16 USD/tydz.-0.46 USD/tydz. | 0.24 USD/W |
Uwaga: Podana wydajność może się różnić w zależności od marki i jej modelu.
Ostatecznie ogniwa słoneczne heterozłączowe są wszechstronne i wysoce wydajne, co czyni je doskonałymi do zastosowań w ograniczonej przestrzeni. Panele te oferują świetną wydajność, ale mają wysokie ceny, które mają spaść w nadchodzących latach. Aby uzyskać więcej takich informacyjnych treści, czytaj dalej nasze wpisy na blogu.
Polecamy: Ponad 20 najmocniejszych paneli słonecznych o najwyższej mocy
