Izvor: thesolarnerd.com
Učinkovitost solarne ploče odnosi se na to koliko svjetla solarni panel pretvara u električnu energiju. Što je veća učinkovitost, više energije ćete dobiti na ploči za istu količinu svjetlosti. Za postavljanje na krovu s ograničenim prostorom to može biti vrlo važna značajka.
Učinkovitost se neprekidno povećava, jer proizvođači stalno pronalaze načine kako izvući više električne energije iz iste količine sunčeve svjetlosti. No kako se dosežu ograničenja svake tehnologije, znanstvenici 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 nekoliko godina imao ovu tehnologiju sa svojim HIT pločama, patenti na tehnologiju heterojunkcije istekli su 2010. godine, a sve više proizvođača je počinje implementirati u svoje proizvode.
Što je heterojunction solarno
Hetereojunkcijske solarne ćelije kombiniraju dvije različite tehnologije u jednu ćeliju: kristalnu ćeliju silikona zablužiranu između dva sloja amorfnog „tankog filma“ silicijuma. Ako se zajedno koriste, ove tehnologije omogućuju sakupljanje više energije u usporedbi s korištenjem bilo koje tehnologije.
Najčešća vrsta solarnih panela izrađena je s kristalnim silicijom - 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 stanice.
Manje uobičajena vrsta fotonaponskih ćelija je tanki film, izrađen od raznih materijala, od kojih je jedan amorfni silicij. Za razliku od kristalnog silicija, amorfni silicij 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 silicij je manje učinkovit pri pretvaranju sunčeve svjetlosti u električnu energiju. Ipak, to ima prednost jeftinije izrade. Ova manja cijena i fleksibilnost u vrsti materijala na koje se može odlagati amorfni silicij su nekoliko važnih prednosti.
Sa heterojuncijskim solarnim ćelijama, konvencionalni kristalni silicijski omotač ima amorfan silicij smješten 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 srednju kristalnu silicijsku siliciju.
Dijagram heterojunkcijske ćelije
Kako heterojunkcijske solarne ćelije povećavaju učinkovitost
Solarna ćelija izrađena je od tankog materijala koji bilježi neki djelić sunčeve svjetlosti koja ju pogodi. To ipak nije potpuno neprozirno. Neke će sunčeve svjetlosti proći pravo kroz stanicu, a neke će također odbijati s površine.
Heterojunkcijska solarna tehnologija tu prednost koristi izgradnjom solarne ploče od tri različita sloja fotonaponskog materijala. Srednji sloj monokristalnog silicija čini većinu djela pretvaranja sunčeve svjetlosti u električnu energiju.
Postoji gornji sloj amorfnog tankoslojnog silicijuma koji snima nešto sunčeve svjetlosti prije nego što udari u kristalni sloj, a također grabi i malo sunčeve svjetlosti koja se odbija od slojeva ispod. Vrlo je tanka, toliko sunčeve svjetlosti prolazi kroz nju. No čak i ako to stvori dovoljno dodatne električne energije, da bi dodani trošak bio isplativ.
Na stražnjoj je strani kristalnog silicija još jedan tankoslojni sloj. Snima sunčevu svjetlost koja prolazi kroz prva dva sloja. Ako je ploča dizajn stakla na staklu i prozirna stražnja ploča, ovaj stražnji sloj tankog filma dodat će značajnu količinu električne energije zbog sunčeve svjetlosti koja se odbija od tla.
Izgradnjom ploče iz sendviča iz tri različita fotonaponska sloja, heterojunkcijski solarni panel može dostići učinkovitost od 21% ili više. To je usporedivo s pločama koje koriste različite tehnologije za postizanje visokih performansi.
Prednosti heterojunkcijskog sunca
Glavne prednosti heterojunkcijskih solarnih ćelija u odnosu na klasične ćelije kristalnog silicija su:
Veća učinkovitost
Potencijalno niži troškovi u usporedbi s drugim tehnologijama koje se koriste za poboljšanje performansi, kao što je PERC
Niži temperaturni koeficijent (poboljšane performanse na visokim temperaturama)
Učinkovitost heterojunkcijskih ploča trenutno na tržištu je od 19,9% do 21,7% kod najnovijih HJT panela REC Solar. Iako ovo nije najviše na tržištu - trenutni prvak su Maxeon-ove stanice koje nudi SunPower, a dostižu čak 22,7% učinkovitosti - to je značajno poboljšanje u odnosu na klasične monokristalne stanice.
Uz to, druge tehnologije koje proizvođači koriste za postizanje vrlo visoke učinkovitosti mogu biti skuplje. Na primjer, SunPower-ove Maxeon stanice koriste debeli blok bakra na poleđini svake ćelije. Iako ovaj pristup pomaže Maxeon ćelijama biti najučinkovitije stanice trenutno na tržištu, korištenje toliko bakra nije jeftino.
Za usporedbu, amorfni silicij je relativno jeftina tehnologija. Iako ova vrsta tankoslojne solarne energije nije ni približno tako učinkovita kao kristalni silicij, koristi je relativno jednostavna proizvodnja. Zahtijevajući manje proizvodnih koraka od ostalih tehnologija, heterojunkcijski paneli mogu biti isplativiji od ostalih vrsta.
Konačno, HJT ploče mogu imati prednost kada su u pitanju performanse visoke temperature. Solarni paneli su manje učinkoviti pri visokim temperaturama. To je dobro poznat fenomen - u stvari, temperaturni učinak naveden je na listi bilo kojeg solarnog panela. Potražite brojke temperaturnog koeficijenta i vrijednosti PTC, NOCT ili CEC snage .
Jedna od prednosti tankoslojne solarne energije je ta što ima bolji temperaturni koeficijent od kristalnog silicija. To znači da visoke temperature imaju manje utjecaja na tankoslojni film kao konvencionalni monokristalni ili polikristalni silicij.
S dva sloja tankoslojnog silicija, heterojunkcijske ploče stječu prednost u odnosu na uobičajene solarne ploče kada je u pitanju održavanje visokih performansi dok temperatura raste.
