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 även kända som kiselheterojunktioner (SHJ) eller heterojunktioner med intrinsiskt tunnskikt (HIT) solpaneler. Dessa är en grupp HJT-solceller som använder avancerad solcellsteknik.
Bli inte förvirrad över vad heterojunction-teknik är. Dessa är byggda på ett monokristallint kiselsubstrat av N-typ och har icke-dopade amorfa kisellager (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 finns av två typer: polykristallint kisel och monokristallint kisel. Monokristallint kisel är dock det enda alternativet som övervägs för HJT-solceller på grund av dess bättre renhet och effektivitet.
2. Amorf kisel (a-Si) – Nyckelkomponenten i dessa solceller är hydrerad för att åtgärda densitetsfel och producera hydrerad amorf 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 utforskar alternativ till lägre priser. ITO:s reflektionsförmåga och konduktivitet gör det 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 använder tre lager av absorberande material som kombinerar tunnfilm och traditionella solcellstekniker. När solljuset når dessa paneler initierar det den solcellseffekt 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.
Denna process sker kontinuerligt när modulerna genererar elektricitet . Standard c-Si PV-moduler har effektivitetsbegränsningar på grund av ytrekombination som sker när elektroner och hål rekombineras utan att bidra till elektriskt flöde.
HJT-celler åtgärdar detta problem genom att använda en passiverande halvledarfilm med ett större bandgapskikt bestående av a-Si:H vilket saktar ner laddningsflödet för att förhindra rekombination. Detta buffertskikt saktar ner laddningsflödet tillräckligt för att ge en hög spänning samtidigt som det förhindrar rekombination innan elektroner samlas upp, vilket ökar effektiviteten.
Under ljusabsorptionsprocessen absorberar alla tre halvledarskikten 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 solcellsinstallationer har sjunkit med 40 % under 10 år, vilket hjälper branschen att växa in på en ny marknad och installera 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 solcellsteknik
Heterojunction Solpaneler Pris
Enligt nuvarande konstruktioner 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: Kristallin kiselcell med dubbel heteroövergång tillverkad vid 250 °C med 12.9 % effektivitet
Top Heterojunction solcellstillverkare
De största tillverkarna av heterjunction solpaneler är:
1. REC
Deras Alpha Pure-serie använder avancerad heterojunction-cellteknik (HJT) för att ge effekttätheter från 226 watt/m² till 470 watt. REC Groups modul har ett gaplöst cellarrangemang, dubbeldesign och elegant estetik optimerad för bostadsapplikationer. Dessa paneler säkerställer idealisk effekt under en mängd olika förhållanden, vilket resulterar i en högre temperaturkoefficient, förbättrat elflöde och snabb avkastning på investeringen.
Kolla även in REC:s recension av solpaneler
2. JINERGI
Erbjuder bifaciala N-HJT solmoduler med superhög celleffektivitet på mer än 24 %. Jinergy- moduler har 166 celler med en 9BB halvkapning vilket resulterar i en effektförbättring på 10 %–35 % under en mängd olika förhållanden. De ger avancerad och kostnadseffektiv cell- och modulproduktionskapacitet med prestanda i svagt ljus, låg temperaturkoefficient och minskad nedbrytning.
3. KOMM
Specialiserar sig på banbrytande HJT-solceller och moduler med en bifacial andel på 95 % och en effektivitet på upp till 26 %. AKCOME Optronics lösningar kan producera 100 μm tjocka kiselskivor med PID-fri, låg temperaturkoefficient och ammoniakfri avloppsvattenproduktion.
4. Uppstigen energi
Deras Hyper-Ion-modulserie har en ultrahög bifacial faktor och patenterad Hyper-link Interconnection-teknik som maximerar effekten. Risen Energy- moduler ger en effekt på 700–725 Wp med en bifacialitet på 110 till 132 celler, vilket optimerar effektiviteten med 22.8–23.3 %. De erbjuder en stabil effekttemperaturkoefficient, ultralåga koldioxidutsläpp och stark anti-LID-prestanda.
5. HuaSen
Detta ledande industriföretag i Kina tillhandahåller ultrahögeffektiva solcellsskivor , celler och moduler av N-typ kiselheterojunction (HJT). Huasuns produkter levererar 3 % högre årlig energiproduktion än TOPCons bifaciala solcellsmodul med uteffekter på upp till 750 W och en maximal effektivitet på 24.16 %. Dubbelglaskonstruktionen 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 ytrekombination och förbättra effektiviteten, vilket delar vissa strukturella likheter. Den väsentliga skillnaden är att heterojunctionpaneler kan utvecklas för monofacial eller bifacial användning, medan bifaciala paneler kan integrera flera basteknologier utöver 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 angivna 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 högst watt
