В бързо развиващата се област на фотоволтаичната технология, HJT (Heterojunction) и TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) са били фокусни точки на индустрията. С въвеждането на перовскитни материали обаче, HJT, комбиниран с перовскит, привлича вниманието заради своите уникални предимства, превръщайки се в гореща тема в слънчевата индустрия. Тази статия изследва предимствата на HJT, комбиниран с перовскит, пред TOPCon и как тази комбинация оформя бъдещето на фотоволтаичната технология.
1. Въведение в технологията на високоскоростните транзистори (HJT)
HJT е известен с високата си ефективност на фотоелектрическо преобразуване и отличните си характеристики при условия на слаба светлина. Той образува хетеропреход чрез наслагване на тънък аморфен силициев филм върху кристален силициев субстрат, намалявайки повърхностната рекомбинация и увеличавайки напрежението на отворена верига и тока на късо съединение на клетката.
2. Предизвикателства с технологията TOPCon
TOPCon постига пасивация на повърхността чрез нанасяне на оксиден слой и поликристален силициев слой върху повърхността на клетката, намалявайки загубите от рекомбинация. Постигането на по-висока ефективност с TOPCon обаче е изправено пред предизвикателства, включително сложни процеси, управление на разходите и трудността при по-нататъшни подобрения на ефективността.
3. Ролята на перовскитните материали
Перовскитните материали са идеални за повишаване на ефективността на слънчевите клетки поради високия си коефициент на поглъщане, регулируемата забранена зона и възможността за обработка в разтвор. Чрез комбиниране на перовскит с HJT технология е възможно да се използва високата ефективност на HJT и допълнително да се подобри чрез широкоспектърните абсорбционни свойства на перовскита.
4. Предимства на комбинираната високотемпературна термотрансферна обработка с перовскит
а. Превъзходна ефективност на фотоелектричното преобразуване:Добавянето на перовскит значително разширява спектралния отговор на HJT клетките, увеличавайки броя на фотогенерираните носители. HJT клетките, с теоретична граница на ефективност от 27,5%, вече превъзхождат традиционните фотоволтаични технологии. Хетеропреходната структура, редуваща се от аморфни и кристални силициеви слоеве, максимизира поглъщането на светлина, подобрявайки ефективността на преобразуване на енергия.
б. По-добра стабилност:HJT клетките не само предлагат по-висока ефективност, но и превъзходна стабилност. Тандемната структура HJT-перовскит поддържа по-висока ефективност при дългосрочна работа, за разлика от TOPCon-перовскит, който, въпреки по-ниските производствени разходи, се затруднява да се сравни с HJT по отношение на ефективността.
в. Опростен производствен процес:Обработваемостта на перовскитните материали в разтвор намалява производствените разходи, което е от решаващо значение за намаляване на изравнената цена на електроенергията (LCOE). HJT клетките също имат предимство в производството, използвайки нискотемпературно химическо отлагане от пари (CVD) за отлагане на аморфните силициеви слоеве, последвано от прозрачен проводим оксид (TCO) и p-тип или n-тип аморфни силициеви слоеве. Този опростен процес намалява разходите и подобрява добивите в сравнение с процеса на високотемпературно отгряване на TOPCon, което увеличава производствените разходи и променливостта на качеството.
г. Екологично производство:Перовскитните материали предлагат по-екологичен производствен процес, тъй като не включват токсични или редки елементи. За разлика от някои фотоволтаични материали, които изискват опасни елементи като олово или кадмий, перовскитите не съдържат такива токсини, което намалява рисковете за околната среда и здравето. Освен това, перовскитите не разчитат на редки елементи, чийто добив може да навреди на околната среда. Производството им консумира по-малко енергия, което води до по-ниски въглеродни емисии.
В заключение, комбинацията от HJT и перовскит представлява обещаваща насока за бъдещи фотоволтаични разработки, като предимствата ѝ по отношение на ефективност, стабилност, рентабилност и екологична устойчивост превъзхождат TOPCon в много аспекти.
