حتی بعد از گذشت این همه سال، دانشمندان و مهندسان همچنان راههای جدیدی برای استخراج هرچه بیشتر برق از نور خورشید پیدا میکنند. سلولهای خورشیدی هتروجانکشن (Heterojunction) یکی از جدیدترین فناوریهای موجود در بازار پنل خورشیدی تجاری هستند. در این مقاله جدیدترین فناوری هتروجانکشن را بررسی میکنیم تا بتوانید تصمیم بگیرید که آیا این نوع پنل برای شما مناسب هستند یا خیر.
هتروجانکشن خورشیدی (Heterojunction) چیست؟
فناوری هتروجانکشن (HJT) روشی برای تولید سلولهای خورشیدی است که طی دهه گذشته رشد قابل توجهی داشته است. در حال حاضر، این فناوری یکی از مؤثرترین روشهای صنعت خورشیدی برای افزایش راندمان و توان خروجی سلولها محسوب میشود و حتی از فناوری PERC که امروزه یکی از رایجترین فناوریهای تولید سلول خورشیدی است نیز عملکرد بهتری دارد.
شرکت SANYO (که امروزه بخشی از Panasonic است) مفهوم تولید سلولهای HJT را در دهه ۱۹۸۰ توسعه داد. نخستین ماژولهای HJT تنها ۱۴٫۴ درصد راندمان داشتند و توان آنها حدود ۱۷۰ وات بود. امروزه راندمان این ماژولها میتواند به حدود ۲۵ درصد برسد.
فناوری HJT چگونه کار میکند؟
پنلهای خورشیدی هتروجانکشن از سه لایه ماده فتوولتائیک تشکیل شدهاند. در سلولهای HJT دو فناوری مختلف با یکدیگر ترکیب میشوند:
• سیلیکون کریستالی
• سیلیکون آمورف یا لایه نازک
لایه بالایی که از سیلیکون آمورف ساخته شده است، نور خورشید را قبل از رسیدن به لایه کریستالی جذب میکند و همچنین نوری را که از لایههای زیرین بازتاب میشود نیز دریافت میکند. لایه میانی که از سیلیکون تکبلوری تشکیل شده، مسئول تبدیل بخش عمده انرژی نور خورشید به برق است. در پشت این لایه نیز یک لایه دیگر از سیلیکون آمورف قرار دارد که فوتونهایی را که از دو لایه اول عبور کردهاند جذب میکند.
ترکیب این فناوریها باعث میشود انرژی بیشتری نسبت به استفاده جداگانه از هر یک از آنها برداشت شود و راندمان سلول به ۲۵ درصد یا حتی بیشتر برسد.
مزایای سلولهای خورشیدی HJT
-
راندمان بالاتر بیشتر پنلهای HJT موجود در بازار راندمانی بین ۱۹٫۹ تا ۲۱٫۷ درصد دارند که نسبت به سلولهای تکبلوری متداول پیشرفت قابل توجهی محسوب میشود.
- کاهش هزینهها سیلیکون آمورف مورد استفاده در پنلهای HJT یک فناوری مقرونبهصرفه است. ساخت این لایههای نازک نسبت به بسیاری از فناوریهای دیگر زمان کمتری نیاز دارد و به دلیل سادهتر بودن فرآیند تولید، این فناوری پتانسیل کاهش هزینههای ساخت را دارد.
- مقاومت و سازگاری بیشتر این فناوری بهگونهای توسعه یافته که حتی در شرایط آبوهوایی سخت نیز عملکرد مناسبی داشته باشد. پنلهای HJT دارای ضریب دمایی پایینتر نسبت به پنلهای خورشیدی معمولی هستند؛ به همین دلیل در دماهای بالا افت عملکرد کمتری دارند.
- طول عمر بیشتر به طور متوسط، ماژولهای فتوولتائیک لایه نازک حدود ۲۵ سال عمر میکنند، در حالی که سلولهای HJT میتوانند بیش از ۳۰ سال عملکرد مناسبی داشته باشند.
در نورسان انرژی بخوانید:
احداث نیروگاه خورشیدی | هزینه، مراحل اجرا و فرصتهای سرمایهگذاری ۱۴۰5
آینده فناوری HJT
با توجه به مزایای متعدد HJT، انتظار میرود شرکتهای بیشتری در سالهای آینده از این فناوری استفاده کنند. از آنجا که فرآیند تولید HJT نسبت به فناوری PERC چهار مرحله کمتر دارد، امکان کاهش قابل توجه هزینههای تولید وجود دارد. اگرچه فناوری PERC سالها محبوبترین فناوری صنعت بوده است، اما پیچیدگی فرآیند تولید آن باعث میشود نتواند از نظر هزینه و عملکرد حرارتی با HJT رقابت کند. علاوه بر این، PERC مزیت عملکرد در دمای بالای HJT را ندارد.
کاربردهای رایج فناوری خورشیدی هتروجانکشن (HJT)
پنلهای خورشیدی هتروجانکشن (HJT) به دلیل انعطافپذیری بالا، کاربردهای بسیار متنوعی دارند و زمینه را برای گسترش استفاده از انرژی خورشیدی در حوزههای مختلف فراهم کردهاند. در ادامه، برخی از مهمترین کاربردهای این فناوری معرفی میشوند که برای انتخاب و خرید پنل خورشیدی میتواند کمک زیادی به شما کند.
۱. کاربرد در فضاهای محدود (سقف خورشیدی و BIPV): به دلیل راندمان بالای تبدیل انرژی، فناوری HJT گزینهای ایدهآل برای مکانهایی است که فضای نصب پنل محدود است. برای مثال، سقفهای خورشیدی Tesla از شناختهشدهترین محصولات مبتنی بر این فناوری هستند که با حفظ زیبایی ساختمان، راندمان تولید برق را نیز افزایش میدهند.
۲. تأمین انرژی دستگاههای پوشیدنی با کاهش ضخامت و ابعاد لایههای سیلیکونی مورد استفاده در سلولهای HJT، امکان بهکارگیری این فناوری در دستگاههای پوشیدنی نیز فراهم میشود. در این کاربرد، سلولهای HJT میتوانند انرژی موردنیاز دستگاههایی مانند ساعتهای هوشمند، حسگرهای پوشیدنی و سایر تجهیزات الکترونیکی قابل حمل را از نور محیط تأمین کرده و مدت زمان عملکرد آنها را در طول روز افزایش دهند.
۳. نیروگاههای خورشیدی مقیاس بزرگ پنلهای HJT معمولی (تکرو) برای استفاده در نیروگاههای خورشیدی بزرگ نیز مناسب هستند؛ اما بیشترین مزیت زمانی حاصل میشود که از پنلهای دوطرفه HJT (Bifacial HJT) استفاده شود. در این حالت، پنلها علاوه بر دریافت نور مستقیم خورشید، از نور بازتابشده از سطح زمین نیز انرژی دریافت میکنند و در نتیجه میزان تولید برق افزایش مییابد. به همین دلیل، استفاده از پنلهای دوطرفه HJT میتواند راندمان کلی نیروگاههای خورشیدی را به شکل قابل توجهی افزایش دهد.