L’industria fotovoltaica esplora costantemente nuove tecnologie per massimizzare le prestazioni delle apparecchiature e ridurre i costi energetici finali. La tecnologia dell'eterogiunzione è una nuova tecnologia che sta ricevendo molta attenzione come l'opzione migliore per aumentare l'efficienza e la potenza erogata ai massimi livelli, e sempre più produttori stanno iniziando a implementare questa tecnologia nei loro prodotti. Ora, vi diremo di più su questa tecnologia innovativa.
Cos'è la tecnologia dell'eterogiunzione
La tecnologia solare dell'eterogiunzione è un metodo per catturare l'energia solare utilizzando eterogiunzioni formate da materiali diversi. HJT combina le migliori qualità del silicio cristallino con le migliori qualità dei film di silicio amorfo per produrre celle ibride ad alta potenza che superano le prestazioni del PERC, la tecnologia preferita del settore.
La tecnologia solare a eterogiunzione ha generalmente un'efficienza di conversione più elevata e un intervallo di risposta spettrale più ampio rispetto alle tradizionali celle solari in silicio monocristallino o policristallino, rendendolo un modo importante per migliorare l’utilizzo dell’energia solare.
Cosa sono le celle solari a eterogiunzione
La cella solare a eterogiunzione combina due diverse tecnologie in un'unica cella: silicio cristallino E silicio amorfo a “film sottile”..
Le celle solari a eterogiunzione in silicio sono costituite da tre strati di materiale fotovoltaico. Lo strato superiore è costituito da un film sottile di silicio amorfo che cattura la luce solare prima che colpisca lo strato cristallino, così come la luce solare riflessa dagli strati sottostanti. È così sottile che la luce solare può attraversarlo direttamente, e la luce solare che lo attraversa viene assorbita dallo strato di pellicola amorfa sottostante. Lo strato intermedio è costituito da silicio monocristallino e il suo ruolo principale è convertire la maggior parte della luce solare in elettricità.
Utilizzando queste tecnologie in combinazione è possibile raccogliere più energia rispetto al loro utilizzo da solo, e attraverso tre diversi strati fotovoltaici, può raggiungere l'efficienza delle celle solari a eterogiunzione di silicio 25% o più.
Lo strato di silicio amorfo nei pannelli solari a eterogiunzione di silicio è importante per migliorare le prestazioni, agendo come uno strato di passivazione che aiuta a ridurre i difetti e la ricombinazione elettronica, una sfida comune per i pannelli solari convenzionali. Inoltre, lo strato di silicio cristallino trasporta effettivamente la carica, facilitando il movimento degli elettroni all’interno della struttura cellulare.
Come funzionano i pannelli solari a eterogiunzione
Il principio di funzionamento dei pannelli solari a eterogiunzione è simile a quello degli altri moduli fotovoltaici, che funzionano sotto l'effetto fotovoltaico, la differenza principale è che la tecnologia solare a eterogiunzione utilizza tre strati di materiali, combinando film sottili e tecnologia fotovoltaica tradizionale. Il processo di lavoro prevede il collegamento del carico ai terminali del modulo, e i fotoni vengono convertiti in energia elettrica e generano una corrente che scorre attraverso il carico.
Quando la luce solare colpisce la superficie di una cella solare, i fotoni vengono assorbiti ed eccitano gli elettroni nella cellula. Gli elettroni eccitati vengono spinti a formare un flusso di elettroni, che si muovono attraverso l'eterogiunzione. In un'eterogiunzione, gli elettroni eccitati si ricombinano con le lacune (questo è, i punti mancanti dell'atomo, lasciato dagli elettroni eccitati), liberando energia. Questa ricombinazione di elettroni e lacune provoca un flusso di elettroni, creando una corrente elettrica. Questa corrente passa attraverso il circuito esterno della batteria, produrre energia elettrica utilizzabile da dispositivi esterni.
Le celle solari a eterogiunzione sfruttano le proprietà di diversi materiali semiconduttori, come il silicio (E), seleniuro di cadmio (CdTe), seleniuro di rame, indio e gallio (CIGS), eccetera., per formare eterogiunzione, estendendo così la gamma spettrale e migliorando l'efficienza di conversione delle celle solari.
Perché scegliere i pannelli solari con tecnologia HJT
Maggiore efficienza di conversione
Rispetto alle celle solari convenzionali in silicio cristallino, eterogiunzione (HJT) le celle solari utilizzano la combinazione di diversi materiali semiconduttori per ottenere una maggiore efficienza di conversione fotoelettrica.
Attualmente, l'efficienza di conversione dei moduli unilaterali a eterogiunzione è 26.07%, e l'efficienza di conversione dei moduli fronte-retro è superiore 30%, che è una delle tecnologie solari più efficienti del settore.
Rapporto bifacciale elevato
I moduli di celle solari a eterogiunzione hanno un rapporto bilaterale superiore a 93%, ciò significa che possono generare elettricità da entrambi i lati del modulo, rendendo le celle a eterogiunzione eccellenti nelle prestazioni di progettazione.
Elasticità e adattabilità
Le celle solari a eterogiunzione sono prodotte utilizzando la tecnologia a film sottile, che ha un processo di produzione più flessibile rispetto alle tradizionali celle solari a base di silicio. Le celle solari a eterogiunzione utilizzano una combinazione di materiali diversi, in questo modo è possibile selezionare la giusta combinazione di materiali per esigenze applicative specifiche.
Le celle solari a eterogiunzione hanno un'elevata flessibilità e un design leggero per ottenere l'arricciatura, piegature o forme personalizzate per adattarsi ai diversi scenari applicativi ed esigenze progettuali, come l'integrazione architettonica, attrezzature per attività all'aperto, alimentatori mobili, eccetera.
Lunga durata
Le celle solari a eterogiunzione sono note per la loro durata, con uno strato di silicio amorfo che funge da barriera protettiva, riducendo la degradazione cellulare e prevenendo gli effetti PID. In media, i moduli fotovoltaici a film sottile hanno un'aspettativa di vita fino a 25 anni, mentre le celle solari a eterogiunzione possono durare più di 30 anni in condizioni normali.
Buon coefficiente di temperatura
La tecnologia delle celle solari a eterogiunzione è meno influenzata dai cambiamenti di temperatura rispetto alle celle convenzionali in silicio cristallino. I pannelli solari sono generalmente meno efficaci alle alte temperature, che hanno un effetto minore sulla pellicola rispetto al tradizionale silicio monocristallino o polisilicio, grazie alla presenza di due strati di silicio a film sottile, che consente ai pannelli solari ad eterogiunzione di funzionare bene anche a temperature elevate.
Inoltre, Le celle solari a eterogiunzione hanno anche un basso coefficiente di temperatura, e la loro efficienza nella produzione di energia può raggiungere più di 23% a temperature inferiori a 200°C. Hanno anche un basso coefficiente di temperatura -0.2%/K, contribuendo a migliorare il rapporto costo-efficacia e la produzione di energia dei sistemi fotovoltaici.
Processo di produzione semplice
La produzione di moduli solari fotovoltaici utilizzando pannelli solari HJT richiede solo 5-8 passi, mentre la tecnologia PERC richiede circa 13 passi.
Rispetto alle celle solari tradizionali, la fase di processo è ridotta e il processo produttivo è semplificato. Poiché il costo delle attrezzature necessarie continua a diminuire, lo rende anche più sostenibile dal punto di vista economico.
Conveniente
Il silicio amorfo utilizzato nelle celle solari a eterogiunzione è una tecnologia fotovoltaica economicamente vantaggiosa. Perché si possono utilizzare meno materiali e processi produttivi più semplici, Le celle solari a eterogiunzione prodotte utilizzando la tecnologia a film sottile sono generalmente meno costose.
Il futuro di HJT Solar
La tecnologia dell'eterogiunzione è una tecnologia promettente ed efficiente che continuerà ad essere adottata da sempre più aziende sulla base dei numerosi vantaggi delle soluzioni di eterogiunzione. Mentre PERC è stata una scelta popolare nel settore per molti anni, il suo complesso processo di produzione non può competere con HJT.
L’industria solare ha prodotto 5GW di pannelli solari a eterogiunzione 2019, rendendo la tecnologia dell'eterogiunzione 5% del mercato al dettaglio, i maggiori produttori sono Tesla negli Stati Uniti e Panasonic in Malesia e Giappone, ma si prevede che cresca in futuro. Secondo il ITRPV 2019 rapporto, si prevede che le batterie a eterogiunzione aumenteranno 12% quota di mercato di 2026 E 15% quota di mercato di 2029.
Conclusione
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