پنل‌های خورشیدی HJT چیست؟

پنل‌های خورشیدی HJT چیست؟

پنل‌های خورشیدی HJT (Heterojunction) نوعی از پنل‎های فتوولتائیک (PV) با بازده بالا هستند که مزایای پنل‌های کریسیتالین (سیلیکون کریستالین) و پنل‌های لایه نازک (آمورف) را ترکیب می‌کنند. اصطلاح “Heterojunction” در واقع بیانگر رابطه بین دو نیمه‌های است که در اینجا لایه‌های سیلیکون کریستالی و سیلیکون آمورف هستند.

ساختار پنل‌های خورشیدی HJT

ساختار منحصر به فرد پنل‌های HJT راز  بازده بالا و عملکرد عالی آن‌هاست. در زیر به اجزای اصلی این پنل‌ها اشاره می‌شود:

1. ویفر سیلیکون کریستالی نوع N: لایه پایه که بازده بالایی دارد و در مقایسه با سیلیکون نوع P کمتر مستعد تخریب است.
2. لایه‌های سیلیکون آمورف (i-a-Si): لایه‌های نازکی از سیلیکون آمورف بدون ناخالصی به دو طرف ویفر کریستالی اضافه می‌شوند. این لایه‌ها به کاهش نقص‌های سطحی ویفر و کاهش تلفات ناشی از بازترکیب حفره و الکتروم کمک می‌کنند.
3. لایه‌های سیلیکون آمورف دوپینگ‌شده (p-a-Si و n-a-Si): این لایه‌ها پیوند p-n لازم برای تولید الکتریسیته را ایجاد می‌کنند.
4. لایه اکسید هادی شفاف (TCO): یک لایه هادی که نور را از خود عبور می‌دهد و در عین حال الکترون‌ها را جمع‌آوری می‌کند.

موارد فوق، بخش‌های اساسی یک سلول HJT بوده که در شکل زیر تصویری از یک سلول را مشاهده می‌نمایید.

مزابای پنل‌های خورشیدی

مزایای پنل‌های خورشیدی HJT در حالت کلی به قرار ذیل است:

1. بازده بالا: پنل‌های HJT معمولاً بازدهی بیش از 24% دارند و برخی نمونه‌های آزمایشگاهی به بازدهی بیش از 26% رسیده‌اند. این بازده به طور قابل توجهی بالاتر از پنل‌های مونوکریستالین (20-22%) و پلی‌کریستالین (15-18%) است.
2. ضریب دمایی بهتر: پنل‌های HJT در دمای بالا عملکرد بهتری نسبت به پنل‌های معمولی دارند. کاهش توان خروجی آن‌ها در دمای بالا کمتر است و این باعث می‌شود برای مناطق گرمسیری ایده‌آل باشند.
3. طراحی دوطرفه (Bifacial): بسیاری از پنل‌های HJT دوطرفه هستند، یعنی می‌توانند از هر دو طرف با جذب نور بازتابی برق تولید کنند. این ویژگی می‌تواند خروجی انرژی را 10-20% افزایش دهد.
4. عملکرد بهتر در نور کم: پنل‌های HJT در شرایط نور کم، مانند صبح زود، عصر یا هوای ابری، عملکرد بسیار خوبی دارند.
5. عمر طولانی‌تر: به دلیل نرخ تخریب پایین، پنل‌های HJT عمر طولانی‌تری نسبت به پنل‌های معمولی دارند و اغلب بیش از 30 سال عمر می‌کنند.
6. ظاهر زیبا: پنل‌های HJT اغلب طراحی تمام مشکی و زیبایی دارند که برای نصب در منازل جذاب‌تر هستند.

چالش‌های پنل‌های خورشیدی HJT

با وجود مزایای متعدد، پنل‌های HJT با برخی چالش‌ها روبرو هستند:

1. هزینه تولید بالاتر:فرآیند تولید پیچیده‌تر و گران‌تر است که منجر به هزینه‌های اولیه بالاتر می‌شود.
2. سهم بازار محدود: پنل‌های HJT در حال حاضر سهم کوچکی از بازار جهانی خورشیدی را تشکیل می‌دهند، اگرچه پذیرش آن‌ها در حال رشد است.
3. حساسیت مواد: لایه‌های نازک سیلیکون آمورف و TCO نیاز به شرایط تولید دقیق دارند که می‌تواند پیچیدگی تولید را افزایش دهد.