Im Gegensatz zu anderen Produkten wählen Solar- Zellen kommt es auf wesentliche Merkmale wie Preis, Garantie, Leistung und vor allem Effizienz an. Und wenn es um Effizienz geht, gibt es einen neuen Player in der Stadt, den Einzelhändler kennen sollten: Heterojunction-Zellen (HJT-Zellen).
HJT-Zellen kombinieren die Leistungsfähigkeit der Absorptions- und Passivierungseigenschaften von Dünnschichten mit den Vorteilen von Solarzellen aus kristallinem Silizium. Das Ergebnis ist hocheffizient Solarzellen mit geringeren Endenergiekosten. Hersteller auf der ganzen Welt beginnen damit, die HJT-Zellentechnologie in ihren Produkten einzusetzen. Jetzt ist der perfekte Zeitpunkt, mehr über HJT-Solarzellen zu erfahren.
Inhaltsverzeichnis
Was ist eine Heterojunction-Solarzelle?
Wie steigern Heterojunction-Solarzellen den Wirkungsgrad?
Vorteile der Heterojunction-Solarzelle
Zusammenfassung
Was ist eine Heterojunction-Solarzelle?
An HJT-Solarzelle wird hergestellt, indem eine kristalline Siliziumzelle zwischen zwei Schichten dünner amorpher Siliziumfilme platziert wird. Somit vereint es die Vorteile zweier Technologien – kristalline Siliziumsolarzellen und Dünnschichtsolarzellen. Dadurch ermöglichen HJT-Solarzellen eine höhere Energieerzeugung.
Kristalline Siliziumzellen (mono- oder polykristallin) sind die am häufigsten verwendeten Solarzellen. Sie werden hergestellt, indem Siliziumkristallblöcke in dünne Schichten geschnitten werden, um einzelne Zellen zu bilden. Andererseits handelt es sich bei Photovoltaikzellen (PV) um amorphe Dünnschichtsolarzellen. Sie können aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden, wobei das am häufigsten verwendete Material Silizium ist. Dennoch amorph Silizium hat keine regelmäßige kristalline Struktur wie kristallines Silizium. Stattdessen existieren die Siliziumatome in zufälliger Reihenfolge und können leicht auf jeder Oberfläche abgeschieden werden.
In der Produktion ist amorphes Silizium günstiger herzustellen als kristallines Silizium, das zu Blöcken gewachsen und in Platten geschnitten werden muss. Allerdings ist amorphes Silizium weniger effizient als kristallines Silizium.
Also, HJT Solar- Zellen werden hergestellt, indem ein kristalliner Siliziumwafer vom n-Typ auf beiden Seiten neben leitfähigem Oxid (TCO) mit amorphem Silizium beschichtet wird. TCO absorbiert den von der Zelle erzeugten Strom und alle Schichten der Dünnschicht-Solarzelle absorbieren zusätzliche Photonen.
Wie steigern Heterojunction-Solarzellen den Wirkungsgrad?
Bevor wir auf die technischen Details eingehen, wollen wir es verstehen Sonnenkollektor Effizienz. Der Wirkungsgrad einer Solarzelle bezieht sich auf die Lichtmenge, die sie in Strom umwandeln kann. Eine hocheffiziente Solarzelle kann also aus der gleichen Lichtmenge mehr Strom umwandeln als eine weniger effiziente Solarzelle.
Seit dem Aufkommen von Solarzellen versuchen Hersteller und Forscher, Solartechnologien zu entwickeln, die aus der gleichen Menge Sonnenlicht mehr Strom gewinnen können. Diese Idee ist wie HJT-Solarzellen wurden entwickelt.
Typischerweise sind Solarzellen teilweise undurchsichtig. Sie fangen also nur einen Teil des Sonnenlichts ein, das auf sie trifft. Der Rest passiert die Zelle oder prallt von der Oberfläche ab. HJT-Solarzellen bestehen jedoch aus drei Schichten photovoltaischem Material. Kurz gesagt besteht die mittlere Schicht aus monokristallinem Silizium, während die obere und untere Schicht aus amorphem Dünnschichtsilizium bestehen.
Während des Lichtabsorptionsprozesses erreicht das erste Photon die oberste amorphe Siliziumschicht. Dann fängt es einen Teil des Sonnenlichts ein und gibt den Rest an die mittlere Schicht weiter. Die mittlere monokristalline Schicht wandelt einen Großteil der Photonen in Elektrizität um, und die restlichen Photonen werden an die untere Schicht abgegeben, die das Sonnenlicht auffängt, das sonst reflektiert würde.
Zweifellos dringt immer noch eine winzige Menge Sonnenlicht durch die HJT-Zelle, aber die Menge ist erheblich geringer als bei herkömmlichen Solarzellen. So, HJT-Solarzellen Aus der gleichen Menge Sonnenlicht mehr Strom erzeugen. Und durch die Dreischicht-Technologie erreichen HJT-Solarzellen einen Wirkungsgrad von rund 26.81%.
Vorteile der Heterojunction-Solarzelle
Es gibt mehrere Gründe für die steigende Beliebtheit der HJT-Solartechnologie. Erstens sind HJT-Solarzellen effizienter als herkömmliche kristalline Solarzellen Zellen. Zweitens haben sie auf Laborebene einen Wirkungsgrad von fast 26.81 %, und es könnte noch mehr auf Lager sein.
Darüber hinaus sind Technologien wie PERC, die zur Erzielung höherer Effizienzniveaus eingesetzt werden, oft kostspielig. Beispielsweise verfügen die von SunPower hergestellten Maxeon-Zellen über einen dicken Kupferblock hinter jeder Zelle. Obwohl dadurch die Effizienz erheblich verbessert werden kann, ist Kupfer ein teures Metall. Im Vergleich, HJT-Solarzellen Verwenden Sie amorphes Silizium, das relativ kostengünstig ist. Daher kann es zu geringeren Kosten hergestellt werden.
Dennoch entwickeln Hersteller verschiedene HJT Solar- Panels mit unterschiedlichen Wirkungsgraden. Es kommt also darauf an Silizium Der verwendete Typ und die Integration von Zelltechnologien wirken sich auf den Preis aus. Beispielsweise könnte ein hocheffizientes HJT-Solarmodul mit einer Effizienz von 400 W+ 350 US-Dollar kosten, während ein 370-W-Modul etwa 185 US-Dollar kosten könnte. Allerdings bieten die teureren Panels eine höhere Leistung und eine längere Lebenserwartung.
Um Ihnen eine realistischere Vorstellung zu geben, stellen Sie sich eine vor HJT-Panel von 400 W und einem Wirkungsgrad von 26.81 % bei einer Laufzeit von 20 Jahren (6 Stunden pro Tag). Während seiner gesamten Lebensdauer wird es 4697.112 KW-Stunden Strom erzeugen. Andererseits könnte ein monokristallines Siliziumpaneel vom p-Typ mit einem Wirkungsgrad von 24 % im gleichen Betriebszeitraum nur 4204.800 KW-Stunden Strom erzeugen. Daher sind HJT-Batterien auf lange Sicht wirtschaftlicher.
Schließlich haben HJT-Solarzellen niedrige Temperaturkoeffizienten. Ein niedrigerer Temperaturkoeffizient führt zu einer besseren Leistung bei höheren Temperaturen. HJT-Zellen haben Temperaturkoeffizienten von etwa -0.3 %. Darüber hinaus wirken sich höhere Temperaturen nicht auf diese Zellen aus und sie erleiden im Laufe ihrer Zyklen weniger Leistungsverluste als kristallines oder amorphes Silizium Zellen.
Zusammenfassung
Die Kosteneffizienz und andere Vorteile von HJT Solarzellen bedeuten einen drastischen Anstieg der Akzeptanz dieser Technologie in der Zukunft. Schließlich umfasst der HJT-Herstellungsprozess vier Schritte weniger als die PERC-Technologie.
Mehrere Unternehmen haben sich bereits für die HJT-Technologie entschieden, darunter Panasonic HIT-Module, REC Alpha-Module und SolarTech Universal. Auch laut der ITRPV-Bericht 2019, wird der Marktanteil von HJT-Solarzellen von 12 % im Jahr 2026 auf 15 % im Jahr 2029 steigen – es ist also ein ausgezeichneter Zeitpunkt, die Technologie zu nutzen.
