Inden for det hastigt udviklende felt inden for fotovoltaisk teknologi har HJT (Heterojunction) og TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) været branchens fokuspunkter. Med introduktionen af perovskitmaterialer får HJT kombineret med perovskit dog opmærksomhed på grund af sine unikke fordele og er blevet et varmt emne i solcelleindustrien. Denne artikel undersøger fordelene ved HJT kombineret med perovskit i forhold til TOPCon, og hvordan denne kombination former fremtiden for fotovoltaisk teknologi.
1. Introduktion til HJT-teknologi
HJT er kendt for sin høje fotoelektriske konverteringseffektivitet og fremragende ydeevne under svage lysforhold. Den danner en heterojunction ved at stable en tynd amorf siliciumfilm på et krystallinsk siliciumsubstrat, hvilket reducerer overfladerekombination og forbedrer cellens åbenkredsspænding og kortslutningsstrøm.
2. Udfordringer med TOPCon-teknologi
TOPCon opnår overfladepassivering ved at påføre et oxidlag og et polykrystallinsk siliciumlag på cellens overflade, hvilket reducerer rekombinationstab. Det er dog udfordrende at opnå højere effektivitet med TOPCon, herunder komplekse processer, omkostningsstyring og vanskeligheden ved yderligere effektivitetsforbedringer.
3. Perovskitmaterialernes rolle
Perovskitmaterialer er ideelle til at øge solcellers effektivitet på grund af deres høje absorptionskoefficient, justerbare båndgab og opløsningsbearbejdningsevne. Ved at kombinere perovskit med HJT-teknologi er det muligt at udnytte HJT's høje effektivitet og yderligere forbedre den gennem perovskits bredspektrede absorptionsegenskaber.
4. Fordele ved HJT kombineret med perovskit
a. Overlegen fotoelektrisk konverteringseffektivitet:Tilsætningen af perovskit udvider HJT-cellernes spektrale respons betydeligt, hvilket øger antallet af fotogenererede ladningsbærere. HJT-celler, med en teoretisk effektivitetsgrænse på 27,5%, overgår allerede traditionelle PV-teknologier. Heterojunction-strukturen, der skiftevis danner amorfe og krystallinske siliciumlag, maksimerer lysabsorptionen og forbedrer energiomdannelseseffektiviteten.
b. Bedre stabilitet:HJT-celler tilbyder ikke kun højere effektivitet, men også overlegen stabilitet. HJT-perovskit-tandemstrukturen opretholder højere effektivitet under langvarig drift, i modsætning til TOPCon-perovskit, som på trods af lavere produktionsomkostninger har svært ved at matche HJT med hensyn til effektivitet.
c. Forenklet fremstillingsproces:Perovskitmaterialers opløsningsbearbejdningsevne sænker produktionsomkostningerne, hvilket er afgørende for at reducere de leveliserede elomkostninger (LCOE). HJT-celler har også en produktionsfordel, idet de bruger lavtemperatur kemisk dampaflejring (CVD) til at aflejre de amorfe siliciumlag, efterfulgt af transparent ledende oxid (TCO) og p-type eller n-type amorfe siliciumlag. Denne forenklede proces reducerer omkostningerne og forbedrer udbyttet sammenlignet med TOPCons højtemperaturglødningsproces, hvilket øger produktionsomkostningerne og kvalitetsvariationen.
d. Miljøvenlig produktion:Perovskitmaterialer tilbyder en mere miljøvenlig fremstillingsproces, da de ikke involverer giftige eller sjældne elementer. I modsætning til nogle PV-materialer, der kræver farlige elementer som bly eller cadmium, er perovskitter fri for sådanne toksiner, hvilket reducerer miljø- og sundhedsrisici. Desuden er perovskitter ikke afhængige af sjældne elementer, hvis udvinding kan skade miljøet. Deres produktion forbruger mindre energi, hvilket fører til lavere CO2-udledning.
Afslutningsvis repræsenterer kombinationen af HJT og perovskit en lovende retning for fremtidige fotovoltaiske fremskridt, hvor dens fordele inden for effektivitet, stabilitet, omkostningseffektivitet og miljømæssig bæredygtighed overgår TOPCon på mange måder.
