پنل خورشیدی هتروجانکشن HJT

صنعت برق خورشیدی همیشه در جستجوی فرایند تولید خلاقانه و مواد جدید به جهت تولید سلول خورشیدی با حداکثر کارایی، راندمان و هزینه پایین است. یکی از آخرین تکنولوژی های تولید پنل خورشیدی که به تازگی قدم به بازار برق خورشیدی گذاشته است، سلول خورشیدی هتروجانکشن است که بسیاری از تولید کنندگان مطرح در حال تولید و توسعه آن هستند.

تکنولوژی هتروجانکشن از ترکیب دو تکنولوژی متفاوت در داخل یک سلول به وجود می آید که کریستال سیلیکون بین دو لایه سیلیکون آمرف (Amorphous) که به سلول تین فیلم (thin-film) معروف است قرار گرفته است.

این تکنیک باعث می شود که راندمان به صورت چشمگیری افزایش یابد و انرژی بیشتری نسبت به پنل های خورشیدی مرسوم تولید شود. بیشتر پنل های خورشیدی چه مونوکریستال و چه پلی کریستال از جنس کریستال سیلیکون تولید می شوند.

سیلیکون آمرف یا تین فیلم بر خلاف کریستال سیلیکون ساختار منظمی ندارد و هزینه ساخت آن بسیار پایین تر است. این هزینه پایین و انعطاف پذیری مربوط به جنس موادی است که سلول از آن ساخته می شود.

سلول های هتروجانکشن از سلول های مرسوم سیلیکونی تولید می شوند که پشت و روی آن را سلول آمرف پوشانده است. این کار باعث می شود که سلول تین فیلم یا همان آمرف، فوتون های بیشتری جذب کند که این کار توسط سلول های رایج سیلیکونی انجام نمی شود.

پنل خورشیدی HJT اولین بار در سال 1980 توسط کمپانی سانیو الکتریک SANYO Electric. تولید و توسعه داده شد. کمپانی سانیو یکی اولین تولید کنندگان پنل خورشیدی آمرف در جهان بود که این شرکت در سال 2009 توسط کمپانی پاناسونیک خریداری شد.

در سلول خورشیدی هتروجانکشن، لایه تین فیلم رویی مقداری نور خورشید را بدون گرم شدن سلول سیلیکونی دریافت می کند و همچنین بخشی از نور را که توسط سلول سیلیکونی زیرین منعکس شده است جذب می کند. همچنین به دلیل نازک بودن لایه رویی، بخشی از نور نیز که از لایه میانی عبور کرده است در لایه زیرین جذب می شود. این فرایند باعث می شود راندمان سلول تا 21 درصد و همچنین بالاتر افزایش یابد. عکس زیر نشانگر ساختار این نوع سلول است.

ویژگی های پنل خورشیدی هتروجانکشن

مهم ترین ویژگی های پنل خورشیدی هتروجانکشن نسبت به پنل خورشیدی مرسوم به صورت زیر است:

این نوع پنل خورشیدی دارای راندمان بالاتر در مقایسه سلول های خورشیدی مرسوم در بازار است که در حال حاضر برخی از این سلول ها دارای راندمان بالای 25 درصد هستند.

پنل خورشیدی هتروجانکشن دارای ضریب حرارتی پایین تر هستن که در نقاط گرم می توانند عملکرد بهتری از خود نشان دهند.

به طور کلی این نوع سلول ها از نوع دوطرفه یا همان بایفیشیال هستند که می توانند از دو طرف انرژی خورشیدی جذب نمایند.

وضعیت پنل خورشیدی هتروجانکشن در بازار

در حال حاضر راندمان پنل خورشیدی هتروجانکشن موجود در بازار در بازه 19.9 تا 21.8 درصد است. تصویر پایین وضعیت تکنولوژی پنل های خورشیدی موجود در بازار را نشان می دهد. همانطور که از تصویر زیر مشخص است، این روز ها تکنولوژی BSF جای خود را به تکنولوژی PERC داده است و رنگ خاکستری، نشانگر تکنولوژی هتروجانکشن است که پیش بینی می شود تا سال 2029 حجم مارکت آن افزایش و به مقدار 20 درصد خواهد رسید.

پیش بینی می شود در انتهای این دهه میلادی، سلول های کوچک هتروجانکشن به راندمانی در حدود 28 درصد در محیط آزمایشگاه برسد که این عدد بسیار نزدیک به محدودیت شاکلی – کوییسر است. این محدودیت اولین بار توسط ویلیام شاکلی و هانس کوییسر در سال ۱۹۶۱ محاسبه شد و بر اساس آن سلول های خورشیدی P-N Type مرسوم در بازار می توانند حداکثر دارای راندمانی در حدود 33 درصد باشند.

این تکنولوژی در حال رقابت با تکنولوژی PERC است که این روز ها به دلیل راندمان مناسب توانسته جایگاه ویژه ای در بازار کسب نماید. به نظر می رسد سرعت رشد این سلول ها نسبت به سلول های خورشیدی مرسوم از سرعت بالاتری برخوردار است و به دلیل خاصیت دو طرفه یا همان بایفیشال بودن باعث می شود هم در نیروگاه های مگاواتی و هم در نیروگاه های پشت بامی از آن به درستی استفاده شود.

منبع: پنل خورشیدی هتروجانکشن چیست؟

در این نوشته به زبان ساده، تکنولوژی هتروجانکشن در پنل خورشیدی معرفی و مورد برسی قرار گرفت. در صورتی که این نوشته براتون جالب بوده و قصد مطالعه مطالبی از این دست رو دارید می تونید به مجله آموزشی سولارنیرو مراجعه نمایید.