Kaynak: thesolarnerd.com
Güneş paneli verimliliği, bir güneş panelinin elektriğe ne kadar ışık dönüştürdüğünü ifade eder. Verimlilik ne kadar yüksek olursa, aynı miktarda ışık için panelden daha fazla elektrik alırsınız. Sınırlı alana sahip bir çatı yerleşimi için bu çok önemli bir özellik olabilir.
Üreticiler, aynı miktarda güneş ışığından daha fazla elektrik sıkmanın yollarını bulmaya devam ettikçe, verimlilik yıllar içinde giderek artmaktadır. Ancak her teknolojinin sınırlarına ulaşıldığında, bilim adamları ve mühendislerin verimliliği artırmanın yeni yollarını bulmak için hilelerine ulaşmaları gerekiyor.
Tüketici güneş paneli pazarına giriş yapan en son teknolojilerden biri heterojektif güneş pilleri. Panasonic, HIT panelleriyle birkaç yıldır bu teknolojiye sahip olsa da, heterojonksiyon teknolojisi patentleri 2010 yılında sona erdi ve daha fazla üretici bunu ürünlerinde kullanmaya başladı.
Heterojonksiyon güneş nedir
Hetereojunction güneş pilleri iki farklı teknolojiyi tek bir hücrede birleştirir: iki amorf "ince film" silikon tabakası arasına sıkıştırılmış kristal bir silikon hücresi. Birlikte kullanıldığında, bu teknolojiler tek başına kullanılan teknolojilere kıyasla daha fazla enerjinin toplanmasına izin verir.
En yaygın güneş paneli tipi, kristalli silikondan yapılır - monokristal veya polikristalin. Silikon kristalleri bloklar halinde büyütülür ve daha sonra tek tek hücreler oluşturmak için genellikle elmas tel testeresi kullanılarak ince tabakalar halinde kesilir.
Daha az yaygın bir fotovoltaik hücre tipi, biri amorf silikon olan çeşitli malzemelerle yapılan ince filmdir. Kristal silikondan farklı olarak, amorf silikon düzenli bir kristal yapıya sahip değildir. Bunun yerine, silikon atomları rastgele sıralanır. Üretim için bu, amorf silikonun bir yüzeye birikebileceği anlamına gelir - silikon kriyotları büyütmek ve kesmek için daha basit ve daha ucuz bir işlem.
Kendi başına, amorf silikon güneş ışığını elektriğe dönüştürmede daha az verimlidir. Bununla birlikte, daha az maliyetli üretim avantajına sahiptir. Amorf silikonun birikebileceği malzeme tipindeki bu düşük maliyet ve esneklik, birkaç önemli avantajdır.
Heterojonksiyonlu güneş pilleri ile, geleneksel bir kristal silikon gofretin ön ve arka yüzeylerinde amorf silikon bulunur. Bu, aksi takdirde orta kristalli silikon gofret tarafından yakalanmayacak ekstra fotonları emen birkaç ince film güneş tabakası ile sonuçlanır.
Bir heterojonksiyon hücresinin diyagramı
Heterojonksiyonlu güneş pilleri verimliliği nasıl artırır?
Bir güneş pili, ona çarpan güneş ışığının bir kısmını yakalayan ince bir malzemeden yapılır. Yine de tamamen opak değil. Bazı güneş ışığı hücrenin içinden geçerken, bazıları da yüzeyden sıçrar.
Heterojunction solar teknolojisi, üç farklı fotovoltaik malzeme katmanından bir güneş paneli oluşturarak bundan faydalanır. Monokristal silikonun orta tabakası, güneş ışığını elektriğe dönüştürme işinin çoğunu yapar.
Kristal tabakasına çarpmadan önce bazı güneş ışığını yakalayan amorf ince film silikonun üst katmanı vardır ve ayrıca aşağıdaki katmanları yansıtan bazı güneş ışığını da yakalar. Çok ince, çok fazla güneş ışığı geçiyor. Ancak buna rağmen, ek maliyeti değerli hale getirmek için yeterli ek elektrik üretir.
Kristal silikonun arka tarafında başka bir ince film tabakası bulunur. İlk iki katmandan geçen güneş ışığını yakalar. Panel, şeffaf bir arka panele sahip bir cam üzerinde cam tasarımıysa, bu arka ince film tabakası, yerden yansıyan güneş ışığı nedeniyle önemli miktarda elektrik ekleyecektir.
Üç farklı fotovoltaik tabakadan oluşan bir sandviçten bir panel inşa ederek, bir heterojektif güneş paneli% 21 veya daha yüksek verimlere ulaşabilir. Bu, yüksek performans elde etmek için farklı teknolojiler kullanan panellerle karşılaştırılabilir.
Heterojonksiyonlu güneşin avantajları
Heterojonksiyon güneş pillerinin geleneksel kristal silikon hücrelere göre ana avantajları şunlardır:
Daha yüksek verimlilik
PERC gibi performansı artırmak için kullanılan diğer teknolojilere kıyasla potansiyel olarak daha düşük maliyet
Düşük sıcaklık katsayısı (yüksek sıcaklıklarda gelişmiş performans)
Şu anda piyasada bulunan heterojunction panellerin verimliliği, REC Solar'ın en yeni HJT panelleriyle% 19,9 ile% 21,7 arasında değişmektedir. Bu piyasadaki en yüksek olmasa da - şu anki şampiyon SunPower tarafından sunulan ve% 22,7 verimliliğe ulaşan Maxeon hücreleri - geleneksel monokristal hücrelere göre önemli bir gelişme.
Ayrıca, üreticiler tarafından çok yüksek verimliliklere ulaşmak için kullanılan diğer teknolojiler daha maliyetli olabilir. Örneğin, SunPower'ın Maxeon hücreleri, her hücrenin arkasında kalın bir bakır bloğu kullanır. Bu yaklaşım Maxeon hücrelerinin şu anda piyasadaki en verimli hücreler olmasına yardımcı olurken, bu kadar bakır kullanmak ucuz değildir.
Buna karşılık, amorf silikon nispeten ucuz bir teknolojidir. Bu tür ince film güneş enerjisi kristalin silikon kadar verimli olmasa da, nispeten basit üretimden yararlanır. Diğer teknolojilerden daha az üretim aşaması gerektirerek, heterojunction paneller diğer tiplerden daha düşük maliyetli olma potansiyeline sahiptir.
Son olarak, yüksek sıcaklık performansı söz konusu olduğunda HJT panellerin bir avantajı olabilir. Güneş panelleri yüksek sıcaklıklarda daha az etkilidir. Bu iyi bilinen bir olgudur - aslında, sıcaklık performansı herhangi bir güneş panelinin veri sayfasında listelenir. Sıcaklık katsayısı değerlerine ve PTC, NOCT veya CEC güç değerlerine bakın .
Bununla birlikte, ince film güneş enerjisinin bir avantajı, kristalin silikondan daha iyi bir sıcaklık katsayısına sahip olmasıdır. Bu, yüksek sıcaklıkların geleneksel monokristal veya polikristal silikondan ince film üzerinde daha az etkisi olduğu anlamına gelir.
İki kat ince film silikon ile heterojunction paneller, sıcaklık arttıkça yüksek performansın korunması söz konusu olduğunda geleneksel güneş panellerine göre avantaj elde eder.
