No campo da tecnoloxía fotovoltaica, en rápida evolución, a HJT (heterounión) e o TOPCon (contacto pasivado por óxido de túnel) foron os puntos focais da industria. Non obstante, coa introdución de materiais de perovskita, a HJT combinada coa perovskita está a gañar atención polas súas vantaxes únicas, converténdose nun tema candente na industria solar. Este artigo explora os beneficios da HJT combinada coa perovskita sobre o TOPCon e como esta combinación está a dar forma ao futuro da tecnoloxía fotovoltaica.
1. Introdución á tecnoloxía HJT
A HJT é coñecida pola súa alta eficiencia de conversión fotoeléctrica e o seu excelente rendemento en condicións de pouca luz. Forma unha heteroxunción apilando unha película fina de silicio amorfo sobre un substrato de silicio cristalino, o que reduce a recombinación superficial e mellora a tensión de circuíto aberto e a corrente de curtocircuíto da célula.
2. Desafíos coa tecnoloxía TOPCon
TOPCon consegue a pasivación superficial aplicando unha capa de óxido e unha capa de silicio policristalino á superficie da célula, o que reduce as perdas por recombinación. Non obstante, lograr unha maior eficiencia con TOPCon enfronta desafíos, como procesos complexos, xestión de custos e a dificultade de mellorar aínda máis a eficiencia.
3. O papel dos materiais de perovskita
Os materiais de perovskita son ideais para aumentar a eficiencia das células solares debido ao seu alto coeficiente de absorción, á súa banda prohibida sintonizable e á súa natureza procesable en solución. Ao combinar a perovskita coa tecnoloxía HJT, é posible aproveitar a alta eficiencia da HJT e mellorala aínda máis mediante as propiedades de absorción de amplo espectro da perovskita.
4. Vantaxes da HJT combinada con perovskita
a. Eficiencia de conversión fotoeléctrica superior:A adición de perovskita amplía significativamente a resposta espectral das células HJT, aumentando o número de portadores fotoxerados. As células HJT, cun límite de eficiencia teórico do 27,5 %, xa superan as tecnoloxías fotovoltaicas tradicionais. A estrutura de heterounión, alternando capas de silicio amorfo e cristalino, maximiza a absorción da luz, mellorando a eficiencia da conversión de enerxía.
b. Mellor estabilidade:As células HJT non só ofrecen unha maior eficiencia, senón tamén unha estabilidade superior. A estrutura en tándem de HJT-perovskita mantén unha maior eficiencia en funcionamento a longo prazo, a diferenza da TOPCon-perovskita, que, a pesar dos custos de produción máis baixos, ten dificultades para igualar a HJT en termos de eficiencia.
c. Proceso de fabricación simplificado:A natureza procesable en solución dos materiais de perovskita reduce os custos de fabricación, algo fundamental para reducir o custo nivelado da electricidade (LCOE). As células HJT tamén teñen unha vantaxe de fabricación, xa que empregan a deposición química de vapor (CVD) a baixa temperatura para depositar as capas de silicio amorfo, seguida de óxido condutor transparente (TCO) e capas de silicio amorfo de tipo p ou n. Este proceso simplificado reduce os custos e mellora as taxas de rendemento en comparación co proceso de recocido a alta temperatura de TOPCon, o que aumenta os custos de produción e a variabilidade da calidade.
d. Produción respectuosa co medio ambiente:Os materiais de perovskita ofrecen un proceso de fabricación máis respectuoso co medio ambiente, xa que non inclúen elementos tóxicos ou raros. A diferenza dalgúns materiais fotovoltaicos que requiren elementos perigosos como o chumbo ou o cadmio, as perovskitas están libres de tales toxinas, o que reduce os riscos ambientais e para a saúde. Ademais, as perovskitas non dependen de elementos raros, cuxa extracción pode prexudicar o medio ambiente. A súa produción consome menos enerxía, o que leva a unha menor emisión de carbono.
En conclusión, a combinación de HJT e perovskita representa unha dirección prometedora para os futuros avances fotovoltaicos, coas súas vantaxes en eficiencia, estabilidade, rendibilidade e sustentabilidade ambiental que eclipsan a TOPCon en moitos aspectos.
