على عكس المنتجات الأخرى ، والاختيار شمسي تنخفض الخلايا إلى ميزات أساسية ، مثل السعر والضمان والأداء ، والأهم من ذلك ، الكفاءة. وعندما يتعلق الأمر بالكفاءة ، هناك لاعب جديد في المدينة يجب أن يعرفه تجار التجزئة - خلايا غير متجانسة (خلايا HJT).
تجمع خلايا HJT بين قوة امتصاص الأغشية الرقيقة وخصائص التخميل مع فوائد خلايا السيليكون الشمسية البلورية. والنتيجة عالية الكفاءة الخلايا الشمسية بتكاليف طاقة نهائية أقل. بدأ المصنعون في جميع أنحاء العالم في نشر تقنية الخلايا HJT في منتجاتهم ، مما يجعل الآن وقتًا مثاليًا لمعرفة المزيد عن الخلايا الشمسية HJT.
جدول المحتويات
ما هي الخلية الشمسية غير المتجانسة؟
كيف تزيد الخلايا الشمسية غير المتجانسة من الكفاءة؟
مزايا الخلية الشمسية غير المتجانسة
وفي الختام
ما هي الخلية الشمسية غير المتجانسة؟
An الخلية الشمسية HJT يتم تصنيعه عن طريق وضع خلية سيليكون بلورية بين طبقتين من أغشية السيليكون غير المتبلورة الرقيقة. ومن ثم ، فهو يجمع بين فوائد تقنيتين - الخلايا الشمسية السليكونية البلورية والخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة. نتيجة لذلك ، تسمح الخلايا الشمسية HJT بتوليد المزيد من الطاقة.
خلايا السيليكون البلورية (أحادية أو متعددة البلورات) هي الخلايا الشمسية الأكثر شيوعًا. يتم تصنيعها عن طريق قطع كتل بلورية السيليكون إلى صفائح رقيقة لتشكيل خلايا فردية. من ناحية أخرى ، فإن الخلايا الكهروضوئية (PV) هي خلايا شمسية ذات غشاء رقيق غير متبلور. يمكن تصنيعها باستخدام مجموعة واسعة من المواد ، والمواد الأكثر استخدامًا هي السيليكون. ومع ذلك ، غير متبلور السيليكون لا يحتوي على هيكل بلوري منتظم مثل السيليكون البلوري. بدلاً من ذلك ، توجد ذرات السيليكون بترتيب عشوائي ، ويمكن ترسيبها بسهولة على أي سطح.
عندما يتعلق الأمر بالإنتاج ، فإن تصنيع السيليكون غير المتبلور أرخص من السيليكون البلوري ، والذي يجب أن ينمو إلى كتل ويقطع إلى صفائح. ومع ذلك ، على الجانب الآخر ، يكون السيليكون غير المتبلور أقل كفاءة من السيليكون البلوري.
لذا ، HJT شمسي يتم تصنيع الخلايا عن طريق طلاء رقاقة سيليكون بلورية من النوع n بسليكون غير متبلور على كلا الجانبين جنبًا إلى جنب مع أكسيد موصل (TCO). تمتص التكلفة الإجمالية للملكية (TCO) الطاقة التي تولدها الخلية ، وتمتص جميع طبقات الأغشية الرقيقة الشمسية فوتونات إضافية.
كيف تزيد الخلايا الشمسية غير المتجانسة من الكفاءة؟
قبل الدخول في التفاصيل الفنية ، دعنا نفهم الألواح الشمسية كفاءة. تشير كفاءة الخلية الشمسية إلى كمية الضوء التي يمكن تحويلها إلى كهرباء. لذلك ، يمكن للخلية الشمسية عالية الكفاءة تحويل المزيد من الكهرباء من نفس كمية الضوء من الخلايا الشمسية الأقل كفاءة.
منذ ظهور الخلايا الشمسية ، يحاول المصنعون والباحثون تطوير تقنيات الطاقة الشمسية التي يمكنها ضغط المزيد من الكهرباء من نفس كمية ضوء الشمس. هذه الفكرة هي كيف الخلايا الشمسية HJT تم تطويرهم.
عادةً ما تكون الخلايا الشمسية معتمة جزئيًا. لذلك ، فهم يلتقطون جزءًا فقط من ضوء الشمس الذي يضربها. يمر الباقي عبر الخلية أو يرتد عن السطح. لكن الخلايا الشمسية HJT مصنوعة باستخدام ثلاث طبقات من المواد الكهروضوئية. باختصار ، الطبقة الوسطى عبارة عن سيليكون أحادي البلورية ، في حين أن الطبقات العلوية والسفلية عبارة عن غشاء رقيق من السيليكون غير المتبلور.
أثناء عملية امتصاص الضوء ، يصل الفوتون الأول إلى أعلى طبقة من السيليكون غير المتبلور. بعد ذلك ، يلتقط بعض ضوء الشمس ويمرر الباقي إلى الطبقة الوسطى. تحول الطبقة الأحادية البلورية الوسطى غالبية الفوتونات إلى كهرباء ، وتُعطى الفوتونات المتبقية إلى الطبقة السفلية ، التي تلتقط ضوء الشمس الذي كان من الممكن أن يرتد.
لا شك أن كمية دقيقة من ضوء الشمس لا تزال تمر عبر خلية HJT ، لكن الكمية أقل بكثير من الخلايا الشمسية التقليدية. لذا، الخلايا الشمسية HJT توليد المزيد من الكهرباء من نفس كمية ضوء الشمس. وبسبب تقنية الطبقات الثلاث ، تصل كفاءة الخلايا الشمسية HJT إلى ما يقرب من 26.81%.
مزايا الخلية الشمسية غير المتجانسة
هناك عدة أسباب وراء زيادة شعبية تكنولوجيا الطاقة الشمسية HJT. أولاً ، تعد الخلايا الشمسية HJT أكثر كفاءة من الخلايا الشمسية البلورية القياسية الخلايا. ثانيًا ، لديهم كفاءة تقارب 26.81٪ على مستوى المختبر ، ويمكن أن يكون هناك المزيد في المتجر.
بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما تكون التقنيات مثل PERC المستخدمة لتحقيق مستويات أعلى من الكفاءة مكلفة. على سبيل المثال ، تتميز خلايا Maxeon المصنعة بواسطة SunPower بكتلة سميكة من النحاس خلف كل خلية. في حين أن هذا يمكن أن يحسن الكفاءة بشكل كبير ، فإن النحاس معدن مكلف. بالمقارنة، الخلايا الشمسية HJT استخدام السيليكون غير المتبلور ، وهو غير مكلف نسبيًا. لذلك ، يمكن تصنيعها بتكلفة أقل.
ومع ذلك ، يقوم المصنعون بتطوير العديد من HJT شمسي الألواح ذات معدلات الكفاءة المختلفة. لذلك ، هذا يعتمد على ملف السيليكون النوع المستخدم وإدماج تقنيات الخلايا ، مما يؤثر على السعر. على سبيل المثال ، قد تكلف الألواح الشمسية HJT عالية الكفاءة بكفاءة 400 واط + 350 دولارًا ، بينما قد تكلف لوحة 370 واط حوالي 185 دولارًا. ومع ذلك ، فإن اللوحات الأكثر تكلفة توفر أداءً أعلى وعمرًا أطول متوقعًا.
لإعطائك فكرة أكثر واقعية ، تخيل لوحة HJT 400 واط وكفاءة 26.81٪ تعمل لمدة 20 سنة (6 ساعات في اليوم). طوال فترة خدمتها ، ستولد 4697.112 كيلو وات / ساعة من الكهرباء. من ناحية أخرى ، فإن لوح السيليكون أحادي البلورية من النوع p ، بكفاءة 24٪ ، سيكون قادرًا فقط على توليد 4204.800 كيلو وات ساعة من الكهرباء خلال نفس فترة الخدمة. لذلك ، فهذا يعني أن بطاريات HJT أكثر اقتصادا على المدى الطويل.
أخيرًا ، تحتوي الخلايا الشمسية HJT على معاملات منخفضة الحرارة. يُترجم معامل درجة الحرارة المنخفضة إلى أداء أفضل في درجات الحرارة المرتفعة. تحتوي خلايا HJT على معاملات درجة حرارة تبلغ حوالي -0.3٪. علاوة على ذلك ، لا تؤثر درجات الحرارة المرتفعة على هذه الخلايا ، كما أنها تتعرض لفقدان أقل للأداء خلال دوراتها مقارنةً بالسيليكون البلوري أو غير المتبلور الخلايا.
وفي الختام
فعالية التكلفة والفوائد الأخرى لـ HJT الخلايا الشمسية تشير إلى ارتفاع حاد في اعتماد هذه التكنولوجيا في المستقبل. بعد كل شيء ، تتميز عملية التصنيع HJT بأربع خطوات أقل من تقنية PERC.
تبنت العديد من الشركات بالفعل تقنية HJT ، بما في ذلك لوحات Panasonic HIT ، ولوحات REC Alpha ، و SolarTech Universal. أيضا ، وفقا ل تقرير ITRPV 2019، سترتفع حصة سوق الخلايا الشمسية HJT من 12٪ في عام 2026 إلى 15٪ في عام 2029 - مما يجعلها وقتًا ممتازًا لاحتضان التكنولوجيا.
