V rychle se rozvíjející oblasti fotovoltaické technologie se HJT (heterojunkční technologie) a TOPCon (kontakt s pasivací v tunelu) staly ústředními body tohoto odvětví. S nástupem perovskitových materiálů si však HJT v kombinaci s perovskitem získává pozornost pro své jedinečné výhody a stává se žhavým tématem v solárním průmyslu. Tento článek zkoumá výhody HJT v kombinaci s perovskitem oproti TOPCon a to, jak tato kombinace formuje budoucnost fotovoltaické technologie.
1. Úvod do technologie HJT
HJT je známý pro svou vysokou účinnost fotoelektrické konverze a vynikající výkon za slabého osvětlení. Vytváří heterojunkci vrstvením tenké vrstvy amorfního křemíku na krystalický křemíkový substrát, čímž snižuje povrchovou rekombinaci a zvyšuje napětí naprázdno a zkratový proud článku.
2. Problémy s technologií TOPCon
TOPCon dosahuje pasivace povrchu nanesením vrstvy oxidu a vrstvy polykrystalického křemíku na povrch článku, čímž se snižují ztráty rekombinací. Dosažení vyšší účinnosti s TOPCon však čelí výzvám, včetně složitých procesů, řízení nákladů a obtíží s dalším zvyšováním účinnosti.
3. Úloha perovskitových materiálů
Perovskitové materiály jsou ideální pro zvýšení účinnosti solárních článků díky svému vysokému absorpčnímu koeficientu, laditelnému pásmovému zakázanému pásu a zpracovatelnosti v roztoku. Kombinací perovskitu s technologií HJT je možné využít vysokou účinnost HJT a dále ji zvýšit prostřednictvím širokospektrálních absorpčních vlastností perovskitu.
4. Výhody HJT v kombinaci s perovskitem
a. Vynikající účinnost fotoelektrické konverze:Přidání perovskitu významně rozšiřuje spektrální odezvu HJT článků a zvyšuje počet fotogenerovaných nosičů náboje. HJT články s teoretickou účinností 27,5 % již nyní překonávají tradiční fotovoltaické technologie. Heterogenní struktura, střídající se vrstvy amorfního a krystalického křemíku, maximalizuje absorpci světla a zlepšuje účinnost přeměny energie.
b. Lepší stabilita:Články HJT nabízejí nejen vyšší účinnost, ale také vynikající stabilitu. Tandemová struktura HJT-perovskit si udržuje vyšší účinnost i při dlouhodobém provozu, na rozdíl od TOPCon-perovskitu, který se i přes nižší výrobní náklady s účinností HJT potýká s obtížemi.
c. Zjednodušený výrobní proces:Díky zpracovatelnosti perovskitových materiálů v roztoku se snižují výrobní náklady, což je zásadní pro snížení vyrovnaných nákladů na elektřinu (LCOE). Články HJT mají také výhodu ve výrobě, protože k nanášení vrstev amorfního křemíku se používá nízkoteplotní chemická depozice z plynné fáze (CVD), následovaná vrstvami transparentního vodivého oxidu (TCO) a amorfního křemíku typu p nebo n. Tento zjednodušený proces snižuje náklady a zlepšuje výtěžnost ve srovnání s procesem vysokoteplotního žíhání TOPCon, který zvyšuje výrobní náklady a variabilitu kvality.
d. Ekologicky šetrná výroba:Perovskitové materiály nabízejí ekologičtější výrobní proces, protože neobsahují toxické ani vzácné prvky. Na rozdíl od některých fotovoltaických materiálů, které vyžadují nebezpečné prvky, jako je olovo nebo kadmium, perovskity tyto toxiny neobsahují, což snižuje environmentální a zdravotní rizika. Perovskity navíc nepotřebují vzácné prvky, jejichž extrakce může poškodit životní prostředí. Jejich výroba spotřebovává méně energie, což vede k nižším emisím uhlíku.
Závěrem lze říci, že kombinace HJT a perovskitu představuje slibný směr pro budoucí vývoj fotovoltaiky, přičemž její výhody v oblasti účinnosti, stability, nákladové efektivity a environmentální udržitelnosti v mnoha ohledech zastiňují TOPCon.
