En el camp de la tecnologia fotovoltaica, en ràpida evolució, l'HJT (heterojunció) i el TOPCon (contacte passivat per òxid de túnel) han estat els punts focals de la indústria. Tanmateix, amb la introducció de materials de perovskita, l'HJT combinat amb la perovskita està guanyant atenció pels seus avantatges únics, convertint-se en un tema candent en la indústria solar. Aquest article explora els beneficis de l'HJT combinat amb la perovskita respecte al TOPCon i com aquesta combinació està donant forma al futur de la tecnologia fotovoltaica.
1. Introducció a la tecnologia HJT
L'HJT és conegut per la seva alta eficiència de conversió fotoelèctrica i el seu excel·lent rendiment en condicions de poca llum. Forma una heterojunció apilant una pel·lícula fina de silici amorf sobre un substrat de silici cristal·lí, reduint la recombinació superficial i millorant el voltatge de circuit obert i el corrent de curtcircuit de la cel·la.
2. Reptes amb la tecnologia TOPCon
TOPCon aconsegueix la passivació superficial aplicant una capa d'òxid i una capa de silici policristal·lí a la superfície de la cèl·lula, reduint les pèrdues per recombinació. Tanmateix, aconseguir una major eficiència amb TOPCon s'enfronta a reptes, com ara processos complexos, gestió de costos i la dificultat de millorar encara més l'eficiència.
3. El paper dels materials de perovskita
Els materials de perovskita són ideals per augmentar l'eficiència de les cèl·lules solars a causa del seu alt coeficient d'absorció, la banda prohibida ajustable i la seva naturalesa processable en solució. Combinant la perovskita amb la tecnologia HJT, és possible aprofitar l'alta eficiència de l'HJT i millorar-la encara més a través de les propietats d'absorció d'ampli espectre de la perovskita.
4. Avantatges de l'HJT combinat amb la perovskita
a. Eficiència de conversió fotoelèctrica superior:L'addició de perovskita amplia significativament la resposta espectral de les cèl·lules HJT, augmentant el nombre de portadors fotogenerats. Les cèl·lules HJT, amb un límit d'eficiència teòric del 27,5%, ja superen les tecnologies fotovoltaiques tradicionals. L'estructura d'heterounió, alternant capes de silici amorf i cristal·lí, maximitza l'absorció de la llum, millorant l'eficiència de la conversió d'energia.
b. Millor estabilitat:Les cèl·lules HJT no només ofereixen una major eficiència, sinó també una estabilitat superior. L'estructura tàndem HJT-perovskita manté una major eficiència en funcionament a llarg termini, a diferència de la TOPCon-perovskita, que, malgrat els costos de producció més baixos, té dificultats per igualar l'HJT en termes d'eficiència.
c. Procés de fabricació simplificat:La naturalesa processable en solució dels materials de perovskita redueix els costos de fabricació, cosa que és fonamental per reduir el cost anivellat de l'electricitat (LCOE). Les cel·les HJT també tenen un avantatge de fabricació, ja que utilitzen la deposició química de vapor (CVD) a baixa temperatura per dipositar les capes de silici amorf, seguida d'òxid conductor transparent (TCO) i capes de silici amorf de tipus p o n. Aquest procés simplificat redueix els costos i millora les taxes de rendiment en comparació amb el procés de recuit a alta temperatura de TOPCon, cosa que augmenta els costos de producció i la variabilitat de la qualitat.
d. Producció respectuosa amb el medi ambient:Els materials de perovskita ofereixen un procés de fabricació més respectuós amb el medi ambient, ja que no impliquen elements tòxics o rars. A diferència d'alguns materials fotovoltaics que requereixen elements perillosos com el plom o el cadmi, les perovskites estan lliures d'aquestes toxines, cosa que redueix els riscos ambientals i per a la salut. A més, les perovskites no depenen d'elements rars, l'extracció dels quals pot perjudicar el medi ambient. La seva producció consumeix menys energia, cosa que comporta una reducció de les emissions de carboni.
En conclusió, la combinació de HJT i perovskita representa una direcció prometedora per als futurs avenços fotovoltaics, amb els seus avantatges en eficiència, estabilitat, rendibilitat i sostenibilitat ambiental que superen TOPCon en molts aspectes.
