L'industrie photovoltaïque explore constamment de nouvelles technologies pour maximiser les performances des équipements et réduire les coûts énergétiques finaux.. La technologie à hétérojonction est une nouvelle technologie qui suscite beaucoup d'attention car elle constitue la meilleure option pour augmenter l'efficacité et la puissance de sortie au plus haut niveau., et de plus en plus de fabricants commencent à déployer cette technologie dans leurs produits. Maintenant, nous vous en dirons plus sur cette technologie innovante.
Qu'est-ce que la technologie des hétérojonctions
La technologie solaire à hétérojonction est une méthode de capture de l'énergie solaire à l'aide d'hétérojonctions formées à partir de différents matériaux.. HJT combine les meilleures qualités du silicium cristallin avec les meilleures qualités des films de silicium amorphe pour produire des cellules hybrides haute puissance qui dépassent les performances du PERC, la technologie préférée de l’industrie.
La technologie solaire à hétérojonction a généralement un rendement de conversion plus élevé et une plage de réponse spectrale plus large que les cellules solaires traditionnelles en silicium monocristallin ou polycristallin., ce qui en fait un moyen important d'améliorer l'utilisation de l'énergie solaire.
Que sont les cellules solaires à hétérojonction
La cellule solaire à hétérojonction combine deux technologies différentes en une seule cellule: silicium cristallin et silicium amorphe en « couche mince ».
Les cellules solaires à hétérojonction en silicium sont constituées de trois couches de matériau photovoltaïque. La couche supérieure est constituée d'un film mince de silicium amorphe qui capte la lumière du soleil avant qu'elle n'atteigne la couche de cristal., ainsi que la lumière du soleil réfléchie par les couches situées en dessous. Il est si fin que la lumière du soleil peut passer directement à travers, et la lumière du soleil qui traverse est absorbée par la couche de film amorphe sous-jacente. La couche intermédiaire est constituée de silicium monocristallin et son rôle principal est de convertir la majeure partie de la lumière solaire en électricité..
L’utilisation combinée de ces technologies peut collecter plus d’énergie que leur utilisation seule., et à travers trois couches photovoltaïques différentes, l'efficacité des cellules solaires à hétérojonction en silicium peut atteindre 25% ou plus.
La couche de silicium amorphe dans les panneaux solaires à hétérojonction en silicium est importante pour améliorer les performances, agissant comme une couche de passivation qui aide à réduire les défauts et la recombinaison électronique, un défi commun aux panneaux solaires conventionnels. En outre, la couche de silicium cristallin transporte efficacement la charge, facilitant le déplacement des électrons dans la structure cellulaire.
Comment fonctionnent les panneaux solaires à hétérojonction
Le principe de fonctionnement des panneaux solaires à hétérojonction est similaire à celui des autres modules photovoltaïques, qui fonctionnent sous l'effet photovoltaïque, la principale différence est que la technologie solaire à hétérojonction utilise trois couches de matériaux, combinant couches minces et technologie photovoltaïque traditionnelle. Le processus de travail consiste à connecter la charge aux bornes du module, et les photons sont convertis en énergie électrique et génèrent un courant qui traverse la charge.
Quand la lumière du soleil frappe la surface d’une cellule solaire, les photons sont absorbés et excitent les électrons dans la cellule. Les électrons excités sont poussés pour former un flux d'électrons, qui passent par l'hétérojonction. Dans une hétérojonction, les électrons excités se recombinent avec les trous (c'est, les points manquants de l'atome, laissés par les électrons excités), libérer de l'énergie. Cette recombinaison d'électrons et de trous provoque un flux d'électrons, créer un courant électrique. Ce courant traverse le circuit externe de la batterie, produire de l'électricité qui peut être utilisée par des appareils externes.
Les cellules solaires à hétérojonction utilisent les propriétés de différents matériaux semi-conducteurs, comme le silicium (Et), séléniure de cadmium (CdTe), séléniure de cuivre, d'indium et de gallium (CIGS), etc., former une hétérojonction, étendant ainsi la plage spectrale et améliorant l'efficacité de conversion des cellules solaires.
Pourquoi choisir des panneaux solaires avec la technologie HJT
Efficacité de conversion plus élevée
Par rapport aux cellules solaires en silicium cristallin classiques, hétérojonction (HJT) les cellules solaires utilisent la combinaison de différents matériaux semi-conducteurs pour obtenir une efficacité de conversion photoélectrique plus élevée.
Maintenant, l'efficacité de conversion des modules simple face à hétérojonction est 26.07%, et l'efficacité de conversion des modules double face est supérieure à 30%, qui est l'une des technologies solaires les plus efficaces de l'industrie.
Rapport double face élevé
Les modules de cellules solaires à hétérojonction ont un rapport double face supérieur à 93%, ce qui signifie qu'ils peuvent produire de l'électricité des deux côtés du module, ce qui rend les cellules à hétérojonction excellentes en termes de performances de conception.
Élasticité et adaptabilité
Les cellules solaires à hétérojonction sont fabriquées à l'aide de la technologie des couches minces, qui a un processus de production plus flexible que les cellules solaires traditionnelles à base de silicium. Les cellules solaires à hétérojonction utilisent une combinaison de différents matériaux, afin que la bonne combinaison de matériaux puisse être sélectionnée pour les besoins d'application spécifiques.
Les cellules solaires à hétérojonction ont une grande flexibilité et une conception légère pour obtenir un curling, pliage ou formes personnalisées pour s'adapter à différents scénarios d'application et besoins de conception, comme l'intégration architecturale, équipement d'activités de plein air, alimentations mobiles, etc..
Longue durée de vie
Les cellules solaires à hétérojonction sont connues pour leur durabilité, avec une couche de silicium amorphe qui agit comme une barrière protectrice, réduire la dégradation cellulaire et prévenir les effets PID. En moyenne, Les modules photovoltaïques à couches minces ont une durée de vie allant jusqu'à 25 années, tandis que les cellules solaires à hétérojonction peuvent durer plus de 30 années dans des conditions normales.
Bon coefficient de température
La technologie des cellules solaires à hétérojonction est moins affectée par les changements de température que les cellules au silicium cristallin classiques. Les panneaux solaires sont généralement moins efficaces à haute température, qui ont moins d'effet sur le film que le silicium monocristallin ou le polysilicium traditionnel, grâce à deux couches de silicium en couche mince, ce qui permet aux panneaux solaires à hétérojonction de bien fonctionner même à des températures chaudes.
En outre, les cellules solaires à hétérojonction ont également un faible coefficient de température, et leur efficacité de production d'énergie peut atteindre plus de 23% à des températures inférieures à 200°C. Ils ont également un faible coefficient de température de -0.2%/K, contribuer à améliorer la rentabilité et la puissance de sortie des systèmes photovoltaïques.
Processus de fabrication simple
La production de modules solaires photovoltaïques à partir de panneaux solaires HJT ne nécessite que 5-8 mesures, tandis que la technologie PERC nécessite environ 13 mesures.
Par rapport aux cellules solaires traditionnelles, l'étape du processus est réduite et le processus de production est simplifié. Alors que le coût du matériel nécessaire continue de baisser, cela le rend également plus viable économiquement.
Rentable
Le silicium amorphe utilisé dans les cellules solaires à hétérojonction est une technologie photovoltaïque rentable. Parce que moins de matériaux et des processus de production plus simples peuvent être utilisés, les cellules solaires à hétérojonction produites à l’aide de la technologie des couches minces sont généralement moins coûteuses.
L'avenir de HJT Solar
La technologie à hétérojonction est une technologie prometteuse et efficace qui continuera à être adoptée par de plus en plus d'entreprises grâce aux nombreux avantages des solutions à hétérojonction.. Alors que PERC est un choix populaire dans l'industrie depuis de nombreuses années, son processus de fabrication complexe ne peut pas rivaliser avec HJT.
L'industrie solaire a produit 5 GW de panneaux solaires à hétérojonction en 2019, faire de la technologie des hétérojonctions un sujet 5% du marché de détail, les plus grands fabricants étant Tesla aux États-Unis et Panasonic en Malaisie et au Japon, mais devrait croître à l'avenir. Selon le ITRPV 2019 rapport, les batteries à hétérojonction devraient gagner 12% part de marché par 2026 et 15% part de marché par 2029.
Conclusion
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