A indústria fotovoltaica está constantemente explorando novas tecnologias para maximizar o desempenho dos equipamentos e reduzir os custos finais de energia. A tecnologia de heterojunção é uma nova tecnologia que está recebendo muita atenção como a melhor opção para aumentar a eficiência e a produção de energia ao mais alto nível, e cada vez mais fabricantes estão começando a implantar esta tecnologia em seus produtos. Agora, contaremos mais sobre esta tecnologia inovadora.
Índice
O que é tecnologia de heterojunção
A tecnologia solar de heterojunção é um método de captura de energia solar usando heterojunções formadas a partir de diferentes materiais. HJT combina as melhores qualidades do silício cristalino com as melhores qualidades dos filmes de silício amorfo para produzir células híbridas de alta potência que excedem o desempenho do PERC, a tecnologia preferida da indústria.
A tecnologia solar de heterojunção geralmente tem uma eficiência de conversão mais alta e uma faixa de resposta espectral mais ampla do que as tradicionais células solares de silício monocristalino ou policristalino, tornando-se uma forma importante de melhorar a utilização da energia solar.
O que são células solares de heterojunção
Célula solar de heterojunção combina duas tecnologias diferentes em uma única célula: silício cristalino e amorfo “filme fino” silício.
As células solares de heterojunção de silício consistem em três camadas de material fotovoltaico. A camada superior é feita de silício amorfo de filme fino que captura a luz solar antes que ela atinja a camada de cristal, bem como a luz solar refletida nas camadas abaixo. É tão fino que a luz solar pode passar diretamente, e a luz solar que passa é absorvida pela camada de filme amorfo subjacente. A camada intermediária é feita de silício monocristalino e sua principal função é converter a maior parte da luz solar em eletricidade..
Usar essas tecnologias em combinação pode coletar mais energia do que usá-las sozinhas, e através de três camadas fotovoltaicas diferentes, a eficiência das células solares de heterojunção de silício pode atingir 25% ou mais.
A camada de silício amorfo em painéis solares de heterojunção de silício é importante para melhorar o desempenho, atuando como uma camada de passivação que ajuda a reduzir defeitos e recombinação eletrônica, um desafio comum para painéis solares convencionais. Além disso, a camada de silício cristalino carrega efetivamente carga, tornando mais fácil para os elétrons se moverem dentro da estrutura celular.
Como funcionam os painéis solares de heterojunção
O princípio de funcionamento dos painéis solares de heterojunção é semelhante a outros módulos fotovoltaicos, que funcionam sob o efeito fotovoltaico, a principal diferença é que a tecnologia solar de heterojunção usa três camadas de materiais, combinando filmes finos e tecnologia fotovoltaica tradicional. O processo de trabalho envolve conectar a carga aos terminais do módulo, e os fótons são convertidos em energia elétrica e geram uma corrente que flui através da carga.
Quando a luz solar atinge a superfície de uma célula solar, fótons são absorvidos e excitam elétrons na célula. Os elétrons excitados são empurrados para formar um fluxo de elétrons, que se movem através da heterojunção. Em uma heterojunção, os elétrons excitados se recombinam com os buracos (aquilo é, os pontos que faltam no átomo, deixado para trás pelos elétrons excitados), liberando energia. Esta recombinação de elétrons e lacunas causa um fluxo de elétrons, criando uma corrente elétrica. Esta corrente passa pelo circuito externo da bateria, produzindo eletricidade que pode ser usada por dispositivos externos.
Células solares de heterojunção utilizam as propriedades de diferentes materiais semicondutores, como o silício (E), seleneto de cádmio (CdTe), seleneto de cobre, índio e gálio (CIGS), etc., formar heterojunção, estendendo assim a faixa espectral e melhorando a eficiência de conversão das células solares.
Por que escolher painéis solares com tecnologia HJT
Maior eficiência de conversão
Comparado com células solares de silício cristalino convencionais, heterojunção (HJT) as células solares utilizam a combinação de diferentes materiais semicondutores para alcançar maior eficiência de conversão fotoelétrica.
Atualmente, a eficiência de conversão de módulos unilaterais de heterojunção é 26.07%, e a eficiência de conversão de módulos frente e verso é mais do que 30%, que é uma das tecnologias solares mais eficientes da indústria.
Alta proporção frente e verso
Os módulos de células solares de heterojunção têm uma relação bilateral de mais de 93%, o que significa que eles podem gerar eletricidade de ambos os lados do módulo, tornando as células de heterojunção excelentes em desempenho de design.
Elasticidade e Adaptabilidade
As células solares de heterojunção são fabricadas usando tecnologia de película fina, que tem um processo de produção mais flexível do que as células solares tradicionais à base de silício. Células solares de heterojunção utilizam uma combinação de diferentes materiais, para que a combinação certa de materiais possa ser selecionada para necessidades específicas de aplicação.
As células solares de heterojunção têm alta flexibilidade e design leve para obter ondulação, dobra ou formas personalizadas para se adaptar a diferentes cenários de aplicação e necessidades de design, como integração arquitetônica, equipamento de atividade ao ar livre, fontes de alimentação móveis, etc..
Longa vida útil
Células solares de heterojunção são conhecidas por sua durabilidade, com uma camada de silício amorfo que atua como uma barreira protetora, reduzindo a degradação celular e prevenindo efeitos PID. Em média, módulos fotovoltaicos de película fina têm uma expectativa de vida de até 25 anos, enquanto as células solares de heterojunção podem durar mais de 30 anos em condições normais.
Bom coeficiente de temperatura
A tecnologia de células solares de heterojunção é menos afetada pelas mudanças de temperatura do que as células convencionais de silício cristalino. Os painéis solares são geralmente menos eficazes em altas temperaturas, que têm menos efeito no filme do que o silício monocristalino tradicional ou polissilício, devido a ter duas camadas de silício de película fina, que permite que os painéis solares de heterojunção funcionem bem mesmo em temperaturas quentes.
Além disso, células solares de heterojunção também têm um coeficiente de temperatura baixo, e sua eficiência de geração de energia pode atingir mais de 23% em temperaturas abaixo de 200°C. Eles também têm um baixo coeficiente de temperatura de -0.2%/K, ajudando a melhorar a relação custo-benefício e a produção de energia dos sistemas fotovoltaicos.
Processo de fabricação simples
A produção de módulos solares fotovoltaicos utilizando painéis solares HJT requer apenas 5-8 passos, enquanto a tecnologia PERC requer cerca de 13 passos.
Comparado com células solares tradicionais, a etapa do processo é reduzida e o processo de produção é simplificado. À medida que o custo do equipamento necessário continua a cair, também o torna mais viável economicamente.
Econômico
O silício amorfo usado em células solares de heterojunção é uma tecnologia fotovoltaica econômica. Porque menos materiais e processos de produção mais simples podem ser usados, células solares de heterojunção produzidas usando tecnologia de película fina são geralmente menos dispendiosas.
O futuro da HJT Solar
A tecnologia de heterojunção é uma tecnologia promissora e eficiente que continuará a ser adotada por cada vez mais empresas com base nos muitos benefícios das soluções de heterojunção. Enquanto PERC tem sido uma escolha popular na indústria há muitos anos, seu complexo processo de fabricação não pode competir com o HJT.
A indústria solar produziu 5 GW de painéis solares de heterojunção em 2019, tornando a tecnologia de heterojunção sobre 5% do mercado varejista, com os maiores fabricantes sendo Tesla nos Estados Unidos e Panasonic na Malásia e no Japão, mas espera-se que cresça no futuro. De acordo com o ITRPV 2019 relatório, Espera-se que baterias de heterojunção ganhem 12% participação de mercado por 2026 e 15% participação de mercado por 2029.
Conclusão
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