Zalety paneli słonecznych Sunket HJT i praktyczna analiza zastosowania

Przedmowa: przeszłość i teraźniejszość ogniw fotowoltaicznych – koniec ery typu P, początek ery typu N

Przemysł ogniw fotowoltaicznych należy do połowy łańcucha przemysłu fotowoltaicznego i jest wytwarzany z płytek krzemowych poprzez czyszczenie, teksturowanie i inne etapy. Panele fotowoltaiczne generują napięcie i prąd w świetle, umożliwiając wytwarzanie energii fotowoltaicznej, zasadniczo podobne do produkcji półprzewodników z niższej półki.

Zgodnie z różnymi surowcami i technologią przygotowania ogniw, ogniwa fotowoltaiczne można podzielić na ogniwa typu P i ogniwa typu N. Płytki krzemowe typu P są wytwarzane przez domieszkowanie boru w materiałach krzemowych; Płytki krzemowe typu N są wytwarzane przez domieszkowanie materiałów krzemowych pierwiastkami fosforu. Technologia przygotowania baterii typu P ma tradycyjną technologię AL-BSF (aluminiowe zaplecze) i PERC. Istnieje wiele technologii przygotowania akumulatorów typu N, w tym PERT/PERL, TOPCon, IBC i HJT (heterozłącze).

Rok 2015 to pierwszy rok transformacji technologii ogniw fotowoltaicznych. Przed 2015 r. akumulatory BSF były głównym nurtem, stanowiąc 90% całego rynku. W 2015 roku PERC zakończył weryfikację komercjalizacji, a wydajność masowej produkcji akumulatorów po raz pierwszy przekroczyła wąskie gardło BSF o 20% i oficjalnie weszła w fazę ekspansji. W kolejnych dwóch latach, wraz z postępem technologii PERC, poprawą wydajności i redukcją kosztów bezsilikonowych, znalazły odzwierciedlenie korzyści ekonomiczne ogniw PERC. W 2018 roku udział w rynku ogniw PERC sięgnął 33%, po czym moce produkcyjne gwałtownie wzrosły. Do 2020 roku udział w rynku wzrósł do 87%, co zasadniczo przewyższyło ogniwa BSF, ale granica wydajności ogniw PERC wynosi 24,5%. Obecna wydajność konwersji ogniw PERC jest bliska granicy, więc aby obniżyć koszty i zwiększyć wydajność, firmy bateryjne muszą ponownie szukać przełomów technologicznych.

Rok 2021 to punkt zwrotny w transformacji technologii akumulatorów. Przemysł fotowoltaiczny dąży do obniżenia kosztów i zwiększenia wydajności. Ze względu na wysoką sprawność konwersji akumulatory typu N stopniowo weszły na scenę i zostały zaakceptowane przez ludzi. Według danych ISFH, teoretyczne graniczne wydajności ogniw PERC, HJT i TOPCon wynoszą odpowiednio 24,5%, 27,5% i 28,7%.

Ogólnie rzecz biorąc, aluminiowe akumulatory backfield BSF były głównym nurtem przed 2017 r., a akumulatory PERC prawie całkowicie zastąpiły aluminiowe akumulatory backfield od 2017 r. Ponieważ jednak obecne ogniwo PERC zbliżyło się do teoretycznej wydajności granicznej 24,5%, pole do ulepszeń jest ograniczone. . Po 2021 r. gwałtownie zaczną się rozwijać akumulatory typu N, zdominowane przez TOPCon i HJT, które są obecnie na wczesnym etapie komercjalizacji na dużą skalę. Potencjalna przyszła trasa techniczna obejmuje również ogniwa tandemowe HBC i perowskitowe, które po połączeniu z HJT są równoważne z modernizacjami, aby wydajność konwersji mogła osiągnąć kolejny skok.

Co to jest HJT

Ogniwo słoneczne to urządzenie wykorzystujące efekt fotowoltaiczny do zamiany energii słonecznej na energię elektryczną, a jego rdzeniem jest półprzewodnikowe złącze PN. Wykorzystując różne procesy domieszkowania, półprzewodnik typu P i półprzewodnik typu N są wytwarzane na tym samym podłożu półprzewodnikowym (zwykle krzemowym lub germanowym) poprzez dyfuzję, a na ich interfejsie tworzy się obszar ładunku przestrzennego zwany złączem PN. Złącze PN ma jednokierunkową przewodność, właściwość wykorzystywaną przez wiele urządzeń w technice elektronicznej.

Heterozłącze (HIT) to specjalne złącze PN, które jest utworzone z krzemu amorficznego i krzemu krystalicznego. Jest to rodzaj baterii typu N, która osadza warstwę krzemu amorficznego na krzemie krystalicznym. Akumulator HIT (Heterojunction with Intrinsic Thinfilm) został po raz pierwszy pomyślnie opracowany przez Sanyo w Japonii w 1990 roku. Ponieważ HIT został zarejestrowany jako znak towarowy przez Sanyo, jest również nazywany HJT, HDT lub SHJ. Okres ochrony patentowej Sanyo wygasł w 2015 roku, a technologia HJT zaczęła być w pełni promowana.

Jakie są zalety HJT w porównaniu z tradycyjnymi panelami słonecznymi?

Jako dojrzała technologia ogniw słonecznych, powszechnie udowodniono, że technologia heterozłącza zapewnia wyższą wydajność, lepszą wydajność i bardziej niezawodną praktyczną stabilność produktu. W porównaniu z innymi technologiami ogniw słonecznych heterozłącza charakteryzują się wyższą wydajnością produkcji, prostszymi procesami i mniejszą liczbą etapów produkcji niż inne technologie ogniw. Komórki heterojunkcyjne są naturalnymi komórkami dwustronnymi, a kolor komórki jest bardziej stabilny i kontrolowany.

1. Brak zjawiska PID: Ponieważ górna powierzchnia akumulatora to TCO, ładunek nie generuje polaryzacji na TCO na powierzchni akumulatora i nie występuje zjawisko PID. Jednocześnie potwierdziły to również dane eksperymentalne. Zastosowanie techniczne i perspektywy heterozłączowych ogniw słonecznych
2. Proces produkcji w niskiej temperaturze: temperatura przetwarzania wszystkich procesów baterii HJT jest niższa niż 250, co pozwala uniknąć procesu tworzenia złączy dyfuzyjnych w wysokiej temperaturze przy niskiej wydajności produkcji i wysokich kosztach, a proces niskotemperaturowy sprawia, że optyczna przerwa wzbroniona , szybkość osadzania, współczynnik absorpcji i zawartość wodoru są dokładniej kontrolowane, a także można uniknąć niekorzystnych skutków, takich jak stres termiczny spowodowany wysoką temperaturą.
3. Wysoka wydajność: akumulatory HJT ustanawiają światowy rekord wydajności konwersji akumulatorów produkowanych masowo. Wydajność ogniw HJT jest o 1-2% wyższa niż ogniw monokrystalicznych typu P, a różnica ta powoli się zwiększa.
4. Zastosowanie techniczne i perspektywy heterozłączowych ogniw słonecznych o wysokiej stabilności świetlnej: Efekt Staeblera-Wrońskiego, który jest powszechny w ogniwach słonecznych z amorficznego krzemu, nie występuje w ogniwach słonecznych HJT. Jednocześnie w płytce krzemowej typu N stosowanej w ogniwie HJT domieszką jest fosfor, a zjawisko tłumienia indukowanego światłem prawie nie występuje.
5. Można go rozwijać w kierunku przerzedzania: temperatura procesu akumulatorów HJT jest niska, struktury górnej i dolnej powierzchni są symetryczne i nie ma naprężeń mechanicznych, więc przerzedzenie można osiągnąć płynnie; ponadto badania wykazały, że dla akumulatorów typu N o dużej żywotności nośników mniejszościowych (SRV<100cm/s) podłoże krzemowe, im cieńszy wafel, tym wyższe może być napięcie w obwodzie otwartym.

Jak zrobić panel słoneczny HJT

HJT 4 główne etapy procesu:

• Czyszczenie teksturujące
• Osadzanie amorficznego filmu krzemowego
• przygotowanie TCO
• Przygotowanie elektrody

Odpowiednie wyposażenie to:

• Sprzęt do czyszczenia i teksturowania
• Sprzęt PECVD
• Wyposażenie PVD/RPD
• Sprzęt do sitodruku

Wydajność HJT w rzeczywistych projektach