Heterojunction solceller är ett nyligen framsteg på PV-marknaden som tar itu med vanliga nackdelar med standardmoduler. Det minskar rekombination och förbättrar prestandan i varma klimat. Kom låt oss utforska mer om dem.
Heterojunction solceller och teknologi
Dessa är också kända som Silicon heterojunctions (SHJ) eller Heterojunction with Intrinsic Thin Layer (HIT) solpaneler. Dessa är en grupp av HJT-solceller som använder avancerad solcellsteknik.
Bli inte förvirrad över vad heterojunction-teknologi är. Dessa är byggd på ett monokristallint kiselsubstrat av N-typ och har icke-dopade amorfa kiselskikt (ia-Si:H) placerade ovanpå vilket förbättrar deras effektivitet och prestanda.
Dessa celler är gjorda av tre nyckelmaterial:
1. Kristallint kisel (c-Si) - Konventionella solpaneler använder dem för att bygga homojunction solceller. De är av två typer polykristallint kisel och monokristallint kisel. Men monokristallin är den enda som övervägs för HJT-solceller på grund av dess bättre renhet och effektivitet.
2. Amorft kisel (a-Si) – Nyckelkomponenten för dessa solceller är hydrerad för att fixa densitetsfel som producerar hydrerat amorft kisel (a-Si:H). Detta material är lättare att dopa och har ett högre bandgap.
3. Indiumtennoxid (ITO) – Det är det valda materialet för det transparenta ledande oxidskiktet (TCO) i dessa solceller medan forskare undersöker dess alternativ till lägre priser. ITO:s reflektionsförmåga och konduktivitet gör den till ett idealiskt kontakt- och yttre lager för dessa solceller.
Klassificering av heterojunction solceller
Dopning differentierar dessa solceller till celler av n-typ och p-typ:
- N-typceller använder fosfordopade c-Si-skivor som ger ytterligare elektroner för negativ laddning och gör dem resistenta mot bor-syre-inducerad effektivitetsminskning.
- P-typ celler dopade med bor är bättre lämpade för rymdtillämpningar på grund av att deras rymdstrålningsmotstånd förser cellen med en elektron mindre som laddar den positivt.
Heterojunction solcellsarbetsprincip
Dessa solceller använd tre lager av absorberande material kombinerar tunnfilm och traditionell solcellsteknik. När solljus når dessa paneler initierar det den fotovoltaiska effekten som omvandlar fotoner till elektricitet.
Den huvudsakliga arbetsprocessen för HJT innefattar:
- Solljus stimulerar elektroner vid absorptionsskiktets PN-övergång flyttar dem till ledningsbandet och bildar elektron-hålpar (eh).
- Terminalen fäst vid det P-dopade lagret samlar stimulerade elektroner och genererar el som rinner genom lasten.
- Efter att ha passerat genom belastningen, återgår elektronen till cellens bakre kontakt och rekombineras med ett hål för att slutföra proceduren för ett visst eh-par.
Detta process sker kontinuerligt när modulerna genererar elektricitet. Standard c-Si PV-moduler har effektivitetsbegränsningar på grund av ytrekombination som uppstår när elektroner och hål rekombineras utan att bidra till elektriskt flöde.
HJT-celler åtgärdar detta problem genom att med hjälp av en passiverande halvledarfilm med ett större bandgap-lager består av a-Si:H som bromsar laddningsflödet för att förhindra rekombination. Detta buffertskikt saktar ner laddningspipet tillräckligt för att ge en hög spänning samtidigt som det förhindrar rekombination innan elektroner samlas in, vilket ökar effektiviteten.
Under ljusabsorptionsprocessen, alla tre halvledarskikten absorbera fotoner vilket underlättar deras omvandling till elektricitet.
- Det översta lagret av amorft kisel (a-Si:H) samlar upp och fångar solljus och reflektioner.
- Mellanskiktet, kristallint kisel (c-Si) är mycket effektivt och omvandlar fotoner till elektricitet.
- Det nedre amorfa kiselskiktet (a-Si:H) omvandlar de återstående fotonerna, vilket förbättrar den totala effektiviteten.
Visste du att priserna för solcellsinstallation har sjönk med 40% över 10 år som hjälper branschen att växa till en ny marknad och sätta upp tusentals system över hela landet.
Genom att kombinera teknologier gör det möjligt för heterojunction-cellerna att utnyttja mer energi än vad som kan fångas på egen hand och uppnå 25 % eller högre effektivitet.
Se även: En komplett guide om TOPCon Solar Technology
Heterojunction Solpaneler Pris
Enligt nuvarande design kostar SHJ-moduler 0.48–0.56 USD/W jämfört med 0.50 USD/W för konventionella moduler.
Obs: Priserna på heterojunction-solceller kan variera på grund av marknadsfluktuationer, märkesskillnader och regionala faktorer.
Fördelar och nackdelar med Heterojunction Technology
Tillämpningar av heterojunction solenergiteknik i skalamiljöer kan erbjuda effektivitet från 25 till 30 % effektivitet. Men fördelarna med HJT har också nackdelar som listas nedan:
| Fördelar | Nackdelar |
| Överträffa vanliga solceller genom att omvandla mer solljus till el. | Avancerade färdigheter och specialiserad utrustning krävs för tillverkning och integration. |
| Effektiv vid höga temperaturer för att minska prestandaförsämring. | Mottagliga för skador på grund av deras tunna byggnad. |
| Prestera konsekvent i svagt ljus och perfekt för växlande väderförhållanden. | Fuktkänslighet äventyrar effektivitet och livslängd. |
| 30 % effektivitet med 92 % dubbelsidighet vilket gör den perfekt för storskaliga projekt. | Produktionsvolymbegränsningar, komplex teknik och ett brett utbud av halvledare kan höja priserna och minska tillgängligheten. |
| Endast 5-7 tillverkningssteg krävs vilket minskar produktionskostnaderna. | På grund av den senaste lanseringen finns det begränsad erfarenhet av installation och underhåll. |
Korsreferens: Dubbelheterojunction kristallin kiselcell tillverkad vid 250°C med 12.9 % effektivitet
Top Heterojunction solcellstillverkare
De största tillverkarna av heterjunction solpaneler är:
1. REC
Deras Alpha Pure-serien använder avancerad heterojunction (HJT) cellteknik för att ge effekttäthet från 226 watt/m² till 470 watt. REC-gruppens modul har ett mellanrumsfritt cellarrangemang, tvillingdesign och elegant estetik optimerad för bostadsapplikationer. Dessa paneler säkerställer idealisk effekt under en mängd olika förhållanden, vilket resulterar i en högre temperaturkoefficient, förbättrat elektriskt flöde och en snabb avkastning på investeringen.
Kolla också in REC solpanel granskning
2. JINERGI
Erbjud bifacial N-HJT solcellsmoduler med superhög celleffektivitet på mer än 24 %. Jinergy moduler har 166 celler med en halvskärning på 9BB vilket resulterar i en 10-35% förbättring av kraften under en mängd olika förhållanden. De tillhandahåller avancerad och kostnadseffektiv cell- och modulproduktionskapacitet med prestanda i svagt ljus, låg temperaturkoefficient och minskad nedbrytning.
3. KOMM
Specialiserat på banbrytande HJT solceller och moduler med en bifacial frekvens på 95 % och effektivitet på upp till 26 %. ACOME Optronics Lösningarna kan producera 100 μm tjocka kiselskivor med PID-fri, låg temperaturkoefficient och ammoniakfri avloppsvattenproduktion.
4. Uppstigen energi
Deras Hyper-Ion Module-serien har en ultrahög bifacial faktor och patenterad Hyper-link Interconnection-teknik som maximerar uteffekten. Uppstigen energi moduler ger en uteffekt på 700-725Wp med en bifacialitet på 110 till 132 celler som optimerar effektiviteten med 22.8-23.3 %. De erbjuder en konstant effekttemperaturkoefficient, ultralåga koldioxidutsläpp och stark anti-LID-prestanda.
5. HuaSen
Detta Kinas industriledande företag ger ultrahög verkningsgrad N-typ silicon heterojunction (HJT) solskivor, celler och moduler. Huasun produkter levererar 3 % större årlig energiproduktion än TOPCon bifacial solcellsmodul med uteffekter på upp till 750W och en maximal verkningsgrad på 24.16 %. Med dubbelglaskonstruktion och en EPE-baserad inkapsling samt PIB-tätning ger förbättrade vattentäta, brandsäkra och korrosionsbeständiga egenskaper som är lämpliga för tuffa förhållanden.
Heterojunction vs. Bifacial paneler
Båda använder passiverande beläggningar för att minska ytrekombinationen och förbättra effektiviteten och därigenom dela vissa strukturella likheter. Den väsentliga skillnaden är det heteroövergång paneler kan utvecklas för monofacial eller bifacial användning medan bifacial paneler kan integrera flera andra bastekniker än HJT.
Följande tabell jämför de väsentliga egenskaperna hos bifacial och heterojunction (HJT) solcellsmoduler:
| Karakteristisk | Bifacial moduler | HJT-moduler |
| Ljusabsorption | Absorbera ljus från både fram- och baksidan. | En skiktad struktur förbättrar separationen av elektron-hålspar för högre effektivitet. |
| Effektivitet | Uppnå över 30 % effektivitet. | Uppnå upp till 26.7 % effektivitet. |
| Fördelar | Förbättrad designflexibilitet och anpassningsförmåga. | Ökad konverteringseffektivitet, förbättrad temperaturtolerans och långsammare nedbrytningshastigheter över tid. |
| Utmaningar | För optimal driftsättning är noggrann modellering och simulering nödvändiga på grund av albedos konsekventa inverkan på prestanda. | Komplexa tillverkningsprocesser och högre produktionskostnader förhindrar en bredare användning. |
Båda solcellsteknikerna förbättrar effektiviteten och prestandan och ger distinkta fördelar och utmaningar samtidigt som det ökar det praktiska och hållbara för solenergiproduktion.
Heterojunction vs. Traditionella kristallina silikonpaneler
Heterojunction-teknologin förbättrar traditionella c-Si-paneler genom att förbättra rekombinationen och åtgärda andra brister. Låt oss jämföra de två teknologierna för att förstå hur mindre förändringar i cellstrukturen påverkar modulens övergripande prestanda.
| Karakteristisk | Heterojunction (HJT) | Monokristallin (mono c-Si) | Polykristallin (poly c-Si) |
| Material Absorberlager | Mono c-Si och a-Si:H | Mono c-Si | Poly c-Si |
| Structure | Mono c-Si wafer-baserat lager inneslutet i a-Si:H passiverande lager | Mono c-Si pn-korsning | Poly c-Si pn-övergång |
| Livslängd | 30 år | 25-30 år | |
| Temperaturkoefficient (genomsnitt) | -0.21 %/ºC | -0.446 %/ºC | -0.387 %/ºC |
| Högsta registrerade effektivitet | 26.7% | 25.4% | 24.4% |
| Marknadsandel | 5% | 36.0% | 54.9% |
| Prisklass | 0.34 USD/W | 0.16 USD/W–0.46 USD/W | 0.24 USD/W |
Obs: Den nämnda effektiviteten kan variera beroende på märken och deras modeller.
I slutändan är heterojunction-solceller mångsidiga och mycket effektiva, vilket gör dem utmärkta för tillämpningar med begränsat utrymme. Dessa paneler erbjuder bra prestanda men kommer med rejäla prislappar som rapporteras falla under kommande år. För mer sådant informativt innehåll, fortsätt att läsa våra blogginlägg.
Rekommenderas: 20+ kraftfullaste solpaneler med högsta watt
