U brzo razvijajućem području fotonaponske tehnologije, HJT (heterojunkcija) i TOPCon (kontakt pasiviziran tunelskim oksidom) bili su središnje točke industrije. Međutim, s uvođenjem perovskitnih materijala, HJT u kombinaciji s perovskitom privlači pozornost 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 ta kombinacija oblikuje budućnost fotonaponske tehnologije.
1. Uvod u HJT tehnologiju
HJT je poznat po svojoj visokoj učinkovitosti fotoelektrične pretvorbe i izvrsnim performansama u uvjetima slabog osvjetljenja. Formira heterospoj slaganjem tankog filma amorfnog silicija na kristalnu silicijsku podlogu, smanjujući površinsku rekombinaciju i povećavajući napon otvorenog kruga i struju kratkog spoja ćelije.
2. Izazovi s TOPCon tehnologijom
TOPCon postiže pasivizaciju površine nanošenjem oksidnog sloja i polikristalnog silicijevog sloja na površinu ćelije, smanjujući gubitke rekombinacije. Međutim, postizanje veće učinkovitosti s TOPConom suočava se s izazovima, uključujući složene procese, upravljanje troškovima i poteškoće daljnjih poboljšanja učinkovitosti.
3. Uloga perovskitnih materijala
Perovskitni materijali idealni su za povećanje učinkovitosti solarnih ćelija zbog visokog koeficijenta apsorpcije, podesivog energetskog procjepa i mogućnosti obrade u otopini. Kombiniranjem perovskita s HJT tehnologijom moguće je iskoristiti visoku učinkovitost HJT-a i dodatno je poboljšati putem širokospektralnih apsorpcijskih svojstava perovskita.
4. Prednosti HJT-a u kombinaciji s perovskitom
a. Vrhunska učinkovitost fotoelektrične pretvorbe:Dodatak perovskita značajno proširuje spektralni odziv HJT ćelija, povećavajući broj fotogeneriranih nositelja. HJT ćelije, s teoretskom granicom učinkovitosti od 27,5%, već nadmašuju tradicionalne fotonaponske tehnologije. Heterospojna struktura, s izmjenjivim amorfnim i kristalnim silicijskim slojevima, maksimizira apsorpciju svjetlosti, poboljšavajući učinkovitost pretvorbe energije.
b. Bolja stabilnost:HJT ćelije ne nude samo veću učinkovitost već i vrhunsku stabilnost. HJT-perovskitna tandemska struktura održava veću učinkovitost pri dugotrajnom radu, za razliku od TOPCon-perovskita, koji se, unatoč nižim troškovima proizvodnje, teško može mjeriti s HJT-om u smislu učinkovitosti.
c. Pojednostavljeni proizvodni proces:Priroda perovskitnih materijala koja se može obraditi u otopini smanjuje troškove proizvodnje, što je ključno za smanjenje nivelisanih troškova električne energije (LCOE). HJT ćelije također imaju prednost u proizvodnji, koristeći kemijsko taloženje iz pare na niskim temperaturama (CVD) za nanošenje amorfnih slojeva silicija, nakon čega slijede slojevi prozirnog vodljivog oksida (TCO) i amorfnog silicija p-tipa ili n-tipa. Ovaj pojednostavljeni proces smanjuje troškove i poboljšava stopu prinosa u usporedbi s TOPCon-ovim procesom žarenja na visokim temperaturama, što povećava troškove proizvodnje i varijabilnost kvalitete.
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, s prednostima u učinkovitosti, stabilnosti, isplativosti i ekološkoj održivosti koje u mnogim aspektima nadmašuju TOPCon.
