Izvor: thesolarnerd.com
Učinkovitost solarnog panela odnosi se na to koliko svjetla solarni panel pretvara u električnu energiju. Što je veća efikasnost, više električne energije ćete dobiti na ploči za istu količinu svjetlosti. Za postavljanje na krovu s ograničenim prostorom to može biti vrlo važna karakteristika.
Efikasnost kontinuirano raste tokom godina, jer proizvođači stalno pronalaze načine kako da izvuku više električne energije iz iste količine sunčeve svjetlosti. Ali kako se dosežu ograničenja svake tehnologije, naučnici i inženjeri moraju posegnuti za vrećama trikova kako bi pronašli nove načine za održavanje efikasnosti u porastu.
Jedna od najnovijih tehnologija koja pronalazi svoj put na tržište potrošačkih solarnih panela su heterojunkcijske solarne ćelije. Iako je Panasonic već nekoliko godina imao ovu tehnologiju sa svojim HIT pločama, patenti na tehnologiju heterojunkcije istekli su 2010. godine, a više proizvođača je počinje implementirati u svoje proizvode.
Šta je heterojunction solarno
Hetereojunkcijske solarne ćelije kombinuju dve različite tehnologije u jednu ćeliju: kristalnu ćeliju silicijuma zabeljenu između dva sloja amorfnog „tankog filma“ silicijuma. Ako se koriste zajedno, ove tehnologije omogućuju sakupljanje više energije u odnosu na upotrebu bilo koje tehnologije.
Najčešća vrsta solarnih panela izrađena je s kristalnim silicijumom - bilo monokristalnim ili polikristalnim. Silikonski kristali uzgajaju se u blokove, a zatim ih režu na tanke listove, često pomoću pile s dijamantskom žicom, da formiraju pojedinačne ćelije.
Manje uobičajena vrsta fotonaponske ćelije je tanki film, koji je izrađen od raznih materijala, od kojih je jedan amorfni silicijum. Za razliku od kristalnog silicijuma, amorfni silicijum nema pravilnu kristalnu strukturu. Umjesto toga, atomi silicija su nasumično raspoređeni. Za proizvodnju to znači da se amorfni silicij može taložiti na površinu - jednostavniji i jeftiniji postupak od uzgoja i rezanja kristalnih silikona.
Sam po sebi, amorfni silicijum je manje efikasan pri pretvaranju sunčeve svjetlosti u električnu energiju. Međutim, to ima korist od jeftinije izrade. Ova manja cijena i fleksibilnost u tipu materijala na koje se može odlagati amorfni silicijum su nekoliko važnih prednosti.
Sa heterojuncijskim solarnim ćelijama, konvencionalni kristalni silicijum obloženi sa amorfnim silicijumom odloženim na prednjoj i stražnjoj površini. To rezultira s nekoliko slojeva tanke folije iz sunca koji apsorbiraju dodatne fotone koji se inače ne bi uhvatili u srednji kristalni silicijski sloj.
Dijagram heterojunkcijske ćelije
Kako heterojunkcijske solarne ćelije povećavaju efikasnost
Solarna ćelija napravljena je od tankog materijala koji uhvaća neki dio sunčeve svjetlosti koja nju pogodi. To ipak nije potpuno neprozirno. Neke će sunčeve svjetlosti proći pravo kroz ćeliju, a neke će odskočiti i sa površine.
Heterojunkcijska solarna tehnologija koristi to izgradnjom solarne ploče od tri različita sloja fotonaponskog materijala. Srednji sloj monokristalnog silicijuma čini najveći dio pretvorbe sunčeve svjetlosti u električnu energiju.
Postoji gornji sloj amorfnog tankoslojnog silicijuma koji snima nešto sunčeve svetlosti pre nego što pogodi kristalni sloj, a uzme i malo sunčeve svetlosti koja se odbija od slojeva ispod. Vrlo je tanka, toliko sunčeve svjetlosti prolazi kroz nju. Ali čak i pored toga, stvara dovoljno dodatne električne energije da bi dodatan trošak bio isplativ.
Na stražnjoj strani kristalnog silicijuma nalazi se još jedan tankoslojni sloj. Uhvaća sunčevu svjetlost koja prolazi kroz prva dva sloja. Ako je ploča dizajn stakla na staklu i prozirna stražnja ploča, ovaj zadnji sloj tankog filma dodaće značajnu količinu električne energije zbog sunčeve svjetlosti koja se odbija od tla.
Izgradnjom panela iz sendviča iz tri različita fotonaponska sloja, heterojunkcijski solarni panel može dostići efikasnost od 21% ili više. Ovo je uporedivo sa panelima koji koriste različite tehnologije za postizanje visokih performansi.
Prednosti heterojunkcijskog sunca
Glavne prednosti heterojunkcijskih solarnih ćelija u odnosu na klasične ćelije kristalnog silicijuma su:
Veća efikasnost
Potencijalno niži troškovi u odnosu na druge tehnologije koje se koriste za poboljšanje performansi, kao što je PERC
Niži temperaturni koeficijent (poboljšane performanse na visokim temperaturama)
Učinkovitost heterojunkcijskih ploča trenutno na tržištu se kreće od 19,9% do 21,7% kod najnovijih HJT panela REC Solar. Iako ovo nije najviše na tržištu - trenutni šampion su Maxeon ćelije koje nudi SunPower, a dostižu čak 22,7% efikasnosti - to je značajno poboljšanje u odnosu na klasične monokristalne ćelije.
Pored toga, druge tehnologije koje proizvođači koriste za postizanje vrlo visoke efikasnosti mogu biti skuplje. Na primjer, SunPower-ove Maxeon ćelije koriste gust blok bakra na poleđini svake ćelije. Iako ovaj pristup pomaže da Maxeon ćelije budu najefikasnije ćelije koje se trenutno nalaze na tržištu, upotreba toliko bakra nije jeftina.
Za poređenje, amorfni silicijum je relativno jeftina tehnologija. Iako ova vrsta tankoslojne solarne energije nije ni približno tako efikasna kao kristalni silicijum, on ima koristi od relativno jednostavne izrade. Zahtijevajući manje proizvodnih koraka od ostalih tehnologija, heterojunkcijski paneli mogu biti ekonomičniji od ostalih vrsta.
Konačno, HJT paneli mogu imati prednost kada su u pitanju performanse visoke temperature. Solarni paneli su manje efikasni pri visokim temperaturama. To je dobro poznat fenomen - u stvari, temperaturni učinak naveden je na listu bilo kojeg solarnog panela. Potražite brojke temperaturnog koeficijenta i PTC, NOCT ili CEC snage snage .
Međutim, jedna prednost tankoslojnog solarnog je ta što ima bolji koeficijent temperature od kristalnog silicijuma. To znači da visoke temperature imaju manje utjecaja na tankoslojni film kao na konvencionalni monokristalni ili polikristalni silicij.
Sa dva sloja tankoslojnog silicijuma, heterojunkcijski paneli dobijaju prednost u odnosu na klasične solarne panele kada je u pitanju održavanje visokih performansi kako temperatura raste.
