Что такое солнечные батареи HJT

Что такое солнечные панели HJT?

Солнечные панели с гетеропереходом (HJT) — также известные как панели с гетеропереходом на кремнии (SHJ) или HIT (гетеропереход с внутренним тонким слоем) — представляют собой передовое сочетание кристаллических и тонкопленочных солнечных технологий. Основанные на монокристаллической кремниевой основе N-типа, эти солнечные элементы покрыты слоями из внутреннего и легированного аморфного кремния, что обеспечивает сверхвысокую эффективность, долговечность и превосходные двусторонние характеристики.

Усовершенствованная структура и производственный процесс

Солнечные панели HJT изготавливаются с помощью сложного многослойного процесса, который начинается с высокочистой кремниевой пластины монокристаллического N-типа в качестве основного субстрата. Этот базовый элемент подвергается точному процессу осаждения, при котором на обе поверхности наносятся ультратонкие слои внутреннего (нелегированного) аморфного кремния, за которыми следуют слои легированного аморфного кремния. Эта сложная структура создает несколько гетеропереходов между кристаллическим кремнием и слоями аморфного кремния, что значительно повышает эффективность разделения и сбора носителей заряда. Производственный процесс требует специализированного оборудования и контролируемой среды, обычно работающей при более низких температурах, чем при производстве обычных солнечных элементов, чтобы сохранить деликатные свойства интерфейса и минимизировать термическую деградацию.

Непревзойденные преимущества производительности

Уникальная архитектура панелей HJT обеспечивает исключительные характеристики производительности, превосходящие традиционные солнечные технологии. Сочетая высокую эффективность монокристаллического кремния с превосходными свойствами пассивации поверхности аморфного кремния, элементы HJT достигают эффективности преобразования, как правило, в диапазоне от 24% до 26%, а лабораторные прототипы превышают 26%. Симметричная структура и низкий температурный коэффициент (приблизительно -0,25% на °C) обеспечивают стабильную работу в реальных условиях, включая высокотемпературные среды, где традиционные панели испытывают значительное снижение эффективности. Кроме того, двусторонняя конструкция улавливает отраженный и рассеянный свет с задней стороны, потенциально увеличивая выход энергии до 25% в зависимости от альбедо поверхности и конфигурации установки.

Повышенная долговечность и срок службы

Панели HJT демонстрируют превосходную надежность и увеличенный срок службы по сравнению с традиционными фотоэлектрическими технологиями. Слои из внутреннего аморфного кремния обеспечивают выдающуюся пассивацию поверхности, которая значительно снижает рекомбинацию носителей на кремниевых поверхностях, поддерживая более высокую эффективность с течением времени. Методология конструкции и выбор материалов приводят к исключительно низким показателям деградации, при этом несколько производителей гарантируют 90% от первоначальной выходной мощности после 25 лет эксплуатации. Кроме того, прочная структура ячейки демонстрирует повышенную устойчивость к потенциально индуцированной деградации (PID) и светоиндуцированной деградации (LID), распространенным механизмам отказа в стандартных солнечных панелях, которые могут поставить под угрозу долгосрочную производительность и окупаемость инвестиций.

Экологические и экономические преимущества

С точки зрения устойчивости, технология HJT предлагает несколько явных преимуществ. Производственный процесс потребляет меньше энергии и кремниевого материала на ватт по сравнению с производством обычных солнечных элементов, в то время как более высокая эффективность приводит к уменьшению требований к пространству для эквивалентной выходной мощности. Превосходный температурный коэффициент и двусторонний выигрыш увеличивают сбор энергии на установленную мощность, значительно улучшая приведенную стоимость электроэнергии (LCOE) в различных климатических условиях. Хотя первоначальные производственные затраты остаются выше, чем у основной технологии PERC, текущие инновации в процессах и эффекты масштабирования постоянно повышают конкурентоспособность по затратам, сохраняя при этом преимущества в производительности, которые обеспечивают большую ценность в течение срока службы.

Положение на рынке и перспективы на будущее

Технология HJT завоевала значительную долю рынка, поскольку производители ищут пути для превышения пределов эффективности обычных солнечных элементов. В настоящее время представляя премиальный сегмент фотоэлектрического рынка, панели HJT особенно предпочтительны для установок с ограниченным пространством и применений, требующих максимальной выработки энергии. Текущие исследования сосредоточены на снижении потребления серебра с помощью передовых методов металлизации, интеграции технологий интеллектуального соединения проводов и разработке тандемных конфигураций с перовскитными элементами, которые потенциально могут повысить эффективность до 30%. По мере масштабирования производства и продолжения инноваций в производстве, снижающих затраты, технология HJT позиционируется для перехода от премиального решения к основному варианту в глобальном переходе к сверхэффективной солнечной энергетике.