Hvad er HJT Teknologi til fotovoltaiske moduler
Hvad er HJT Technology?
- HJT-solceller bruger en dobbeltsidet struktur, der effektivt fanger både direkte og spredt lys fra begge overflader. Processen begynder med plasmaforstærket kemisk dampudfældning (PECVD), hvor der påføres et ultratyndt lag intrinsisk silicium til passivering. Efter teksturering og overfladerensning indføres P-type siliciumdoping på forsiden af den monokrystallinske siliciumskive, mens N-type siliciumdoping påføres på bagsiden ved hjælp af en lignende metode.
- Derefter afsættes transparent ledende oxid (TCO) og metallag på begge overflader ved hjælp af PVD-magnetronforstøvningsteknologi.
- Det sidste trin involverer avancerede metalliseringsteknikker for at skabe præcise metalgitre på hver side, hvilket optimerer cellens elektriske ydeevne og energiproduktionsevne.
Opbygning af HJT-solceller
HJT-cellen, som er en forkortelse for Heterojunction with Intrinsic Thin Layer (også kaldet HIT), har en symmetrisk dobbeltsidet struktur centreret omkring en N-type krystallinsk siliciumkerne. På forsiden deponeres først en iboende amorf siliciumtyndfilm, efterfulgt af en amorf siliciumtyndfilm af P-typen for at etablere P-N-overgangen. Bagsiden er på samme måde lagdelt med en tyndfilm af intrinsisk amorft silicium og en tyndfilm af amorft silicium af N-typen, der danner det bageste overfladefelt.
Da amorft silicium har lav ledningsevne, påføres gennemsigtige ledende oxider (TCO) på begge sider af cellen for at lette effektiv ladningsledning. Til sidst skabes dobbeltsidede elektroder ved hjælp af præcis serigrafisk trykteknologi, som afslutter processen.
Materialer og komponenter i HJT-solceller
Heterojunction-solceller er afhængige af tre vigtige materialer: krystallinsk silicium (c-Si), amorft silicium (a-Si) og indiumtinoxid (ITO), som hver især spiller en afgørende rolle for deres struktur og ydeevne.
Krystallinsk silicium (c-Si)
Krystallinsk silicium er hjørnestenen i solcelleindustrien og bruges i vid udstrækning i form af wafere til fremstilling af solceller. I HJT-solceller anvendes kun monokrystallinsk silicium på grund af dets overlegne renhed og effektivitet, hvilket gør det ideelt til højtydende anvendelser.Amorft silicium (a-Si)
Amorft silicium opstod i 1970’erne som et egnet materiale til tyndfilm-fotovoltaisk teknologi. Selvom det naturligt indeholder tæthedsdefekter, løses disse gennem hydrogenering, hvilket resulterer i hydrogeneret amorf silicium (a-Si:H). Denne modifikation forbedrer dets båndgab og dopingkapacitet, hvilket gør det til en uundværlig komponent i HJT-celleproduktion.Indium Tin Oxide (ITO)
Indium Tin Oxide er det foretrukne materiale til TCO-laget (Transparent Conductive Oxide) i HJT-solceller. ITO er kendt for sin refleksionsevne og elektriske ledningsevne og forbedrer ydeevnen for optoelektroniske enheder og fungerer som et afgørende kontaktlag. Den præcise aflejring er afgørende for at maksimere effektiviteten af HJT-solceller.
Hvordan fungerer HJT-solceller?
Arbejdsprincip for heterojunction-solceller
Heterojunction-solceller fungerer på basis af den fotovoltaiske effekt, ligesom andre solcelleteknologier. Deres unikke særpræg ligger i brugen af et tredobbelt absorberende materiale, der kombinerer tyndfilm og traditionelt fotovoltaisk design. Når en belastning tilsluttes modulets terminaler, omdannes fotoner til elektrisk energi og skaber en strøm, der flyder gennem belastningen.
Fotonabsorption og generering af elektron-hul-par
Fotoner, der rammer P-N-forbindelsen, ophidser elektroner, flytter dem ind i ledningsbåndet og danner elektron-hul-par (e-h). Disse elektroner opsamles af terminaler, der er forbundet med det P-doterede lag, og genererer en strøm, der flyder gennem belastningen. Når kredsløbet er afsluttet, vender elektronerne tilbage til cellens bageste kontakt og rekombineres med huller, hvilket lukker e-h-cyklussen. Denne kontinuerlige cyklus muliggør elproduktion.
Reduktion af overfladisk rekombination
Overfladisk rekombination, et fænomen, hvor elektroner parres med huller på overfladen af standard c-Si-fotovoltaiske celler, begrænser deres effektivitet ved at forhindre elektroner i at bidrage til strømmen. Heterojunction-celler overvinder dette problem ved at inkorporere en passiverende tyndfilm lavet af hydrogeneret amorf silicium (a-Si:H) med et bredere båndgab. Dette bufferlag adskiller stærkt rekombinerende kontakter fra waferlag, så ladningsstrømmen kan generere høj spænding, samtidig med at rekombinationstabene minimeres.
Tre-lags fotonabsorption
Heterojunction-celler udnytter alle tre halvlederlag til at omdanne fotoner til elektrisk energi:
- Det ydre a-Si:H-lag: Absorberer de første fotoner og omdanner dem til energi.
- c-Si-lag: Håndterer størstedelen af fotonkonverteringen på grund af sin overlegne energieffektivitet.
- Bageste a-Si:H-lag: Omdanner eventuelle resterende fotoner og afslutter processen.
Denne tretrins fotonabsorptionsproces gør det muligt for enkeltsidede heterojunction-solceller at opnå en effektivitet på helt op til 26,7 %.
Fordele ved heterojunction(HJT) Teknologi
- Høj effektivitet: Udstyret med avancerede heterojunction (HJT)-solceller og halvcelleteknologi, der opnår en moduleffektivitet på over 22,87 %.
- Celler i stor størrelse: Bruger 210 mm HJT-solceller, der giver et større overfladeareal til optimal absorption af sollys og øget energiproduktion i et kompakt design.
- Lav nedbrydning: Har en ikke-polariserende TCO-film, der eliminerer LID-, LeTID- og PID-effekter, hvilket sikrer, at effektnedbrydningen forbliver under 11,1 % over 30 år for en langsigtet stabil ydelse.
- Forenklet fremstilling: Strømlinet produktionsproces med kun fire hovedtrin – teksturering, deponering af amorft silicium, deponering af TCO og serigrafi – sammenlignet med de mere komplekse PERC- (10 trin) og TOPCon-processer (12-13 trin).
- Tyndfilmsteknologi: Kombinerer krystallinsk silicium med tyndfilmsteknologi med amorft silicium, hvilket giver overlegen lysabsorption og fremragende passivering.
- Stabil ydeevne ved høje temperaturer: Opretholder en lav effekttemperaturkoefficient på -0,24 %/°C, hvilket sikrer minimalt effekttab og ensartet energiudbytte i miljøer med høje temperaturer.
Med helvedesild
Ekstra effektforøgelse: HJT-celler med symmetriske for- og bagstrukturer og optimeret gitterdesign opnår en udnyttelsesgrad på bagsiden på over 95 %, hvilket giver over 30 % ekstra effektforøgelse sammenlignet med PERC- og TOPCon-teknologier.
Overlegen ydeevne i svagt lys: Ved at inkorporere en iboende tyndfilm (i-a-Si:H) mellem krystallinske og doterede siliciumlag passiverer HJT-celler effektivt overfladefejl, hvilket resulterer i højere tomgangsspænding, bredere lysabsorption og hurtigere opstart under dårlige lysforhold.
Proces med lav temperatur: Den siliciumbaserede tyndfilm, der bruges til at danne pn-overgangen, tillader loddetemperaturer under 250 °C, hvilket reducerer termisk stress og forhindrer skader på cellerne ved høje temperaturer.
Ingen opskæring af celler: HJT’s halvcelleproduktion undgår celleskæring, hvilket minimerer risikoen for mikrorevner og opretholder den strukturelle integritet.
Høj fleksibilitet: HJT-cellernes avancerede struktur øger fleksibiliteten, reducerer sandsynligheden for mikrorevner under transport og installation og forbedrer pålideligheden af solenergisystemer.
Sammenligning afHJT-, TOPCon- og PERC-teknologi
Heterojunction (HJT)-solpaneler leverer høj bifacial effekt og enestående ydeevne med lave temperaturkoefficienter, hvilket maksimerer elproduktionens effektivitet og reducerer elomkostningerne. Disse paneler er særligt velegnede til europæiske regioner med høje sommertemperaturer og finder ideelle anvendelser i solcelleanlæg i landbruget, carporte og solcellehegn.
| HJT | TOPCON | PERC | |
|---|---|---|---|
| Bifacialitet | 95% | 85% | 70% |
| Effektivitet i elproduktionen | 22.87% | 22.28% | 21.2% |
| Indledende forringelse af ydeevnen i det første år | 1% | 1.5% | 2% |
| Gennemsnitlig årlig præstationsforringelse fra det andet år | 0.35% | 0.4% | 0.45% |
| Temperaturkoefficient | -0.243%/°C | -0.32%/℃ | -0.35%/℃ |
Fremtidsprognose for HJT-solceller
På grund af de mange fordele ved heterojunction-teknologien (HJT) forventes det, at flere virksomheder vil anvende den i den nærmeste fremtid. Med en fremstillingsproces, der kræver fire trin mindre end PERC, giver HJT et betydeligt potentiale for omkostningsbesparelser. PERC har længe været et dominerende valg i industrien, men den komplekse produktionsproces og manglen på fordele ved høj temperatur gør den mindre konkurrencedygtig i forhold til HJT.
Ifølge ITRPV 2019-rapporten forventes HJT-celler at erobre 12 % af markedsandelen i 2026 og 15 % i 2029.
HJT-solpaneler fra Maysun Solar
Relaterede artikler om HJT Technology
