تستكشف صناعة الخلايا الكهروضوئية باستمرار تقنيات جديدة لزيادة أداء المعدات إلى الحد الأقصى وتقليل تكاليف الطاقة النهائية. تقنية الوصلات المتغايرة هي تقنية جديدة تحظى باهتمام كبير باعتبارها الخيار الأفضل لزيادة الكفاءة وإنتاج الطاقة إلى أعلى مستوى, وبدأ المزيد والمزيد من الشركات المصنعة في نشر هذه التكنولوجيا في منتجاتها. الآن, سنخبرك المزيد عن هذه التكنولوجيا المبتكرة.
جدول المحتويات
ما هي تقنية الوصلات المتغايرة
تقنية الطاقة الشمسية غير المتجانسة هي طريقة لالتقاط الطاقة الشمسية باستخدام الوصلات غير المتجانسة المتكونة من مواد مختلفة. يجمع HJT بين أفضل صفات السيليكون البلوري وأفضل صفات أفلام السيليكون غير المتبلور لإنتاج خلايا هجينة عالية الطاقة تتجاوز أداء PERC, التكنولوجيا المفضلة في الصناعة.
تتمتع تقنية الطاقة الشمسية غير المتجانسة بشكل عام بكفاءة تحويل أعلى ونطاق استجابة طيفية أوسع من الخلايا الشمسية التقليدية أحادية البلورات أو السيليكون متعدد البلورات, مما يجعلها وسيلة مهمة لتحسين استخدام الطاقة الشمسية.
ما هي الخلايا الشمسية غير المتجانسة
تجمع الخلية الشمسية غير المتجانسة بين تقنيتين مختلفتين في خلية واحدة: السيليكون البلوري و عديم الشكل “رقيقة” السيليكون.
تتكون الخلايا الشمسية السيليكونية غير المتجانسة من ثلاث طبقات من المواد الكهروضوئية. الطبقة العليا مصنوعة من طبقة رقيقة من السيليكون غير المتبلور الذي يلتقط ضوء الشمس قبل أن يصل إلى الطبقة البلورية, وكذلك ضوء الشمس المنعكس من الطبقات أدناه. إنها رقيقة جدًا لدرجة أن ضوء الشمس يمكن أن يمر عبرها مباشرة, ويتم امتصاص ضوء الشمس الذي يمر عبر طبقة الفيلم غير المتبلورة الأساسية. الطبقة الوسطى مصنوعة من السيليكون أحادي البلورية ودورها الرئيسي هو تحويل معظم ضوء الشمس إلى كهرباء.
يمكن أن يؤدي استخدام هذه التقنيات مجتمعة إلى جمع طاقة أكثر من استخدامها بمفردها, ومن خلال ثلاث طبقات كهروضوئية مختلفة, يمكن أن تصل كفاءة الخلايا الشمسية السيليكونية غير المتجانسة 25% او اكثر.
تعتبر طبقة السيليكون غير المتبلورة في الألواح الشمسية غير المتجانسة المصنوعة من السيليكون مهمة لتحسين الأداء, تعمل كطبقة تخميل تساعد على تقليل العيوب وإعادة التركيب الإلكتروني, تحدي مشترك للألواح الشمسية التقليدية. فضلاً عن ذلك, طبقة السيليكون البلورية تحمل الشحنة بشكل فعال, مما يسهل على الإلكترونات التحرك داخل بنية الخلية.
كيف تعمل الألواح الشمسية غير المتجانسة
يشبه مبدأ عمل الألواح الشمسية غير المتجانسة الوحدات الكهروضوئية الأخرى, والتي تعمل تحت التأثير الكهروضوئي, والفرق الرئيسي هو أن تكنولوجيا الطاقة الشمسية غير المتجانسة تستخدم ثلاث طبقات من المواد, الجمع بين الأغشية الرقيقة والتكنولوجيا الكهروضوئية التقليدية. تتضمن عملية العمل توصيل الحمل بأطراف الوحدة, ويتم تحويل الفوتونات إلى طاقة كهربائية وتوليد تيار يتدفق عبر الحمل.
عندما يضرب ضوء الشمس سطح الخلية الشمسية, يتم امتصاص الفوتونات وإثارة الإلكترونات في الخلية. يتم دفع الإلكترونات المثارة لتكوين تيار من الإلكترونات, التي تتحرك من خلال التقاطع. في تغاير, تتحد الإلكترونات المثارة مع الثقوب (إنه, البقع المفقودة من الذرة, التي خلفتها الإلكترونات المثارة), إطلاق الطاقة. تؤدي إعادة التركيب هذه للإلكترونات والثقوب إلى تدفق الإلكترونات, خلق تيار كهربائي. يمر هذا التيار عبر الدائرة الخارجية للبطارية, إنتاج الكهرباء التي يمكن استخدامها بواسطة الأجهزة الخارجية.
تستخدم الخلايا الشمسية غير المتجانسة خصائص مواد أشباه الموصلات المختلفة, مثل السيليكون (و), سيلينيد الكادميوم (CDTe), النحاس الإنديوم الغاليوم سيلينيد (سيغس), إلخ., لتشكيل التجانس, وبالتالي توسيع النطاق الطيفي وتحسين كفاءة تحويل الخلايا الشمسية.
لماذا تختار الألواح الشمسية المزودة بتقنية HJT
كفاءة تحويل أعلى
بالمقارنة مع الخلايا الشمسية السليكونية البلورية التقليدية, متغاير (HJT) تستخدم الخلايا الشمسية مزيجًا من مواد أشباه الموصلات المختلفة لتحقيق كفاءة تحويل كهروضوئية أعلى.
في الوقت الحالي, كفاءة التحويل للوحدات أحادية الجانب غير المتجانسة هي 26.07%, وكفاءة التحويل للوحدات ذات الوجهين أكثر من 30%, والتي تعد واحدة من تقنيات الطاقة الشمسية الأكثر كفاءة في الصناعة.
نسبة عالية على الوجهين
تحتوي وحدات الخلايا الشمسية غير المتجانسة على نسبة مزدوجة الجوانب تزيد عن 93%, مما يعني أنه يمكنهم توليد الكهرباء من جانبي الوحدة, جعل الخلايا غير المتجانسة ممتازة في أداء التصميم.
المرونة والقدرة على التكيف
يتم تصنيع الخلايا الشمسية غير المتجانسة باستخدام تقنية الأغشية الرقيقة, والتي تتمتع بعملية إنتاج أكثر مرونة من الخلايا الشمسية التقليدية القائمة على السيليكون. تستخدم الخلايا الشمسية غير المتجانسة مزيجًا من مواد مختلفة, لذلك يمكن اختيار المجموعة المناسبة من المواد لتلبية احتياجات التطبيقات المحددة.
تتمتع الخلايا الشمسية غير المتجانسة بمرونة عالية وتصميم خفيف الوزن لتحقيق الشباك, أشكال منحنية أو مخصصة للتكيف مع سيناريوهات التطبيق المختلفة واحتياجات التصميم, مثل التكامل المعماري, معدات النشاط في الهواء الطلق, إمدادات الطاقة المتنقلة, إلخ.
عمر خدمة طويل
الخلايا الشمسية غير المتجانسة معروفة بمتانتها, بطبقة سيليكون غير متبلورة تعمل كحاجز وقائي, الحد من تدهور الخلايا ومنع آثار PID. في المتوسط, تتمتع الوحدات الكهروضوئية ذات الأغشية الرقيقة بمتوسط عمر متوقع يصل إلى 25 سنين, في حين أن الخلايا الشمسية غير المتجانسة يمكن أن تستمر لأكثر من 30 سنوات في ظل الظروف العادية.
معامل درجة حرارة جيد
تعتبر تكنولوجيا الخلايا الشمسية غير المتجانسة أقل تأثراً بتغيرات درجات الحرارة مقارنة بخلايا السيليكون البلورية التقليدية. عادة ما تكون الألواح الشمسية أقل فعالية في درجات الحرارة المرتفعة, والتي لها تأثير أقل على الفيلم من السيليكون أحادي البلورية أو البولي سيليكون التقليدي, بسبب وجود طبقتين من السيليكون الرقيق, مما يسمح للألواح الشمسية غير المتجانسة بالعمل بشكل جيد حتى في درجات الحرارة المرتفعة.
فضلاً عن ذلك, تتمتع الخلايا الشمسية غير المتجانسة أيضًا بمعامل درجة حرارة منخفضة, وكفاءة توليد الطاقة الخاصة بهم يمكن أن تصل إلى أكثر من 23% عند درجات حرارة أقل من 200 درجة مئوية. لديهم أيضًا معامل درجة حرارة منخفضة -0.2%/ك, المساعدة في تحسين فعالية التكلفة وإنتاج الطاقة للأنظمة الكهروضوئية.
عملية تصنيع بسيطة
يتطلب إنتاج الوحدات الشمسية الكهروضوئية باستخدام الألواح الشمسية HJT فقط 5-8 خطوات, بينما تتطلب تقنية PERC حوالي 13 خطوات.
مقارنة بالخلايا الشمسية التقليدية, يتم تقليل مرحلة العملية وتبسيط عملية الإنتاج. مع استمرار انخفاض تكلفة المعدات اللازمة, كما أنه يجعلها أكثر جدوى من الناحية الاقتصادية.
فعاله من حيث التكلفه
يعتبر السيليكون غير المتبلور المستخدم في الخلايا الشمسية غير المتجانسة تقنية كهروضوئية فعالة من حيث التكلفة. لأنه يمكن استخدام مواد أقل وعمليات إنتاج أبسط, تكون الخلايا الشمسية غير المتجانسة المنتجة باستخدام تكنولوجيا الأغشية الرقيقة أقل تكلفة بشكل عام.
مستقبل شركة HJT Solar
تعد تقنية الوصلات غير المتجانسة تقنية واعدة وفعالة سيستمر اعتمادها من قبل المزيد والمزيد من الشركات بناءً على المزايا العديدة لحلول الوصلات غير المتجانسة. بينما PERC لقد كان خيارًا شائعًا في الصناعة لسنوات عديدة, لا يمكن لعملية التصنيع المعقدة أن تنافس HJT.
أنتجت صناعة الطاقة الشمسية 5 جيجاوات من الألواح الشمسية غير المتجانسة في 2019, صنع تكنولوجيا الترابط المتغاير 5% من سوق التجزئة, مع أكبر الشركات المصنعة هي تسلا في الولايات المتحدة وباناسونيك في ماليزيا واليابان, ولكن من المتوقع أن تنمو في المستقبل. بحسب ال ITRPV 2019 تقرير, ومن المتوقع أن تكتسب البطاريات غير المتجانسة 12% حصة السوق من قبل 2026 و 15% حصة السوق من قبل 2029.
خاتمة
الاستثمار في الألواح الشمسية هو التزام طويل الأمد, لذلك يعد العمل مع شركة موثوقة لإدارة الطاقة أمرًا بالغ الأهمية. تستخدم GYCX Solar نهجًا علميًا مبتكرًا لتقديم حلول إدارة الطاقة التي تتجاوز التوقعات. نحن ملتزمون بمساعدتك على تقليل احتياجاتك من شراء الطاقة الخارجية من خلال التقنيات والاستراتيجيات الرائدة, وبالتالي توفير الوقت, التكلفة والجهد وتعظيم العائد على الاستثمار في المبنى الخاص بك. اتصل بنا اليوم لمعرفة كيفية بناء الخلايا الكهروضوئية, يمكن دمج النوافذ الكهروضوئية الشفافة والأغشية الرقيقة في مشروعك التالي استمتع بتجربة الخدمة الاستثنائية التي تقدمها GYCX Solar.
تمتلك GYCX Solar مكاتب ومستودعات في العديد من البلدان، وقد أقامت شراكات طويلة الأمد مع القائمين على التركيب المتميزين. نحن ملتزمون بتزويد عملائنا بأحدث عروض أسعار وحلول الألواح الشمسية, ويسعدنا مساعدتك عندما يكون لديك أي أسئلة متعلقة بالطاقة الكهروضوئية. انضم إلينا على صفحتنا على الفيسبوك لمناقشة أحدث تقنيات وحلول الطاقة الشمسية!
