U brzo razvijajućem području fotonaponske tehnologije, HJT (heterojunkcija) i TOPCon (kontakt pasiviziran tunelskim oksidom) bili su u fokusu industrije. Međutim, s pojavom perovskitnih materijala, HJT u kombinaciji s perovskitom privlači pažnju zbog svojih jedinstvenih prednosti, postajući vruća tema u solarnoj industriji. Ovaj članak istražuje prednosti HJT-a u kombinaciji s perovskitom u odnosu na TOPCon i kako ova kombinacija oblikuje budućnost fotonaponske tehnologije.
1. Uvod u HJT tehnologiju
HJT je poznat po svojoj visokoj efikasnosti fotoelektrične konverzije i odličnim performansama u uslovima slabog osvjetljenja. Formira heterospoj slaganjem tankog filma amorfnog silicija na kristalnu silicijumsku podlogu, smanjujući površinsku rekombinaciju i povećavajući napon otvorenog kola i struju kratkog spoja ćelije.
2. Izazovi s TOPCon tehnologijom
TOPCon postiže pasivizaciju površine nanošenjem oksidnog sloja i sloja polikristalnog silicija na površinu ćelije, smanjujući gubitke rekombinacije. Međutim, postizanje veće efikasnosti s TOPConom suočava se s izazovima, uključujući složene procese, upravljanje troškovima i poteškoće daljnjih poboljšanja efikasnosti.
3. Uloga perovskitnih materijala
Perovskitni materijali su idealni za povećanje efikasnosti solarnih ćelija zbog visokog koeficijenta apsorpcije, podesivog energetskog procjepa i mogućnosti obrade u rastvoru. Kombinacijom perovskita s HJT tehnologijom, moguće je iskoristiti visoku efikasnost HJT-a i dodatno je poboljšati kroz širokospektralna apsorpcijska svojstva perovskita.
4. Prednosti HJT-a u kombinaciji s perovskitom
a. Vrhunska efikasnost fotoelektrične konverzije:Dodavanje perovskita značajno proširuje spektralni odziv HJT ćelija, povećavajući broj fotogenerisanih nosilaca. HJT ćelije, sa teoretskom granicom efikasnosti od 27,5%, već nadmašuju tradicionalne PV tehnologije. Heterospojna struktura, sa naizmjeničnim amorfnim i kristalnim slojevima silicija, maksimizira apsorpciju svjetlosti, poboljšavajući efikasnost konverzije energije.
b. Bolja stabilnost:HJT ćelije ne nude samo veću efikasnost, već i superiorniju stabilnost. HJT-perovskitna tandemska struktura održava veću efikasnost pri dugotrajnom radu, za razliku od TOPCon-perovskita, koji se, uprkos nižim troškovima proizvodnje, teško može mjeriti sa HJT-om u pogledu efikasnosti.
c. Pojednostavljeni proces proizvodnje:Priroda perovskitnih materijala koja se može obrađivati u rastvoru smanjuje troškove proizvodnje, što je ključno za smanjenje nivelisanih troškova električne energije (LCOE). HJT ćelije također imaju prednost u proizvodnji, koristeći hemijsko taloženje iz pare na niskim temperaturama (CVD) za nanošenje slojeva amorfnog silicija, nakon čega slijede slojevi prozirnog provodljivog oksida (TCO) i slojevi amorfnog silicija p-tipa ili n-tipa. Ovaj pojednostavljeni proces smanjuje troškove i poboljšava stopu prinosa u poređenju sa TOPCon-ovim procesom žarenja na visokim temperaturama, što povećava troškove proizvodnje i varijabilnost kvaliteta.
d. Ekološki prihvatljiva proizvodnja:Perovskitni materijali nude ekološki prihvatljiviji proizvodni proces jer ne uključuju otrovne ili rijetke elemente. Za razliku od nekih fotonaponskih materijala koji zahtijevaju opasne elemente poput olova ili kadmija, perovskiti ne sadrže takve toksine, što smanjuje rizike za okoliš i zdravlje. Nadalje, perovskiti se ne oslanjaju na rijetke elemente, čija ekstrakcija može štetiti okolišu. Njihova proizvodnja troši manje energije, što dovodi do nižih emisija ugljika.
Zaključno, kombinacija HJT-a i perovskita predstavlja obećavajući smjer za budući napredak fotonaponske tehnologije, sa svojim prednostima u efikasnosti, stabilnosti, isplativosti i ekološkoj održivosti koje nadmašuju TOPCon u mnogim aspektima.
