അതിവേഗം വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ, HJT (ഹെറ്ററോജംഗ്ഷൻ), TOPCon (ടണൽ ഓക്സൈഡ് പാസിവേറ്റഡ് കോൺടാക്റ്റ്) എന്നിവയാണ് വ്യവസായത്തിന്റെ കേന്ദ്രബിന്ദുക്കൾ. എന്നിരുന്നാലും, പെറോവ്സ്കൈറ്റ് വസ്തുക്കളുടെ ആവിർഭാവത്തോടെ, പെറോവ്സ്കൈറ്റുമായി സംയോജിപ്പിച്ച HJT അതിന്റെ അതുല്യമായ ഗുണങ്ങൾക്കായി ശ്രദ്ധ നേടുന്നു, ഇത് സൗരോർജ്ജ വ്യവസായത്തിൽ ഒരു ചൂടുള്ള വിഷയമായി മാറുന്നു. TOPCon നെ അപേക്ഷിച്ച് HJT പെറോവ്സ്കൈറ്റുമായി സംയോജിപ്പിച്ചതിന്റെ ഗുണങ്ങളും ഈ സംയോജനം ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ഭാവിയെ എങ്ങനെ രൂപപ്പെടുത്തുന്നുവെന്നും ഈ ലേഖനം പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നു.
1. HJT സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ആമുഖം
ഉയർന്ന ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് പരിവർത്തന കാര്യക്ഷമതയ്ക്കും കുറഞ്ഞ വെളിച്ചത്തിൽ മികച്ച പ്രകടനത്തിനും HJT അറിയപ്പെടുന്നു. ഒരു ക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ അടിവസ്ത്രത്തിൽ ഒരു അമോർഫസ് സിലിക്കൺ നേർത്ത ഫിലിം അടുക്കി വയ്ക്കുന്നതിലൂടെ ഇത് ഒരു ഹെറ്ററോജംഗ്ഷൻ ഉണ്ടാക്കുന്നു, ഇത് ഉപരിതല പുനഃസംയോജനം കുറയ്ക്കുകയും സെല്ലിന്റെ ഓപ്പൺ-സർക്യൂട്ട് വോൾട്ടേജും ഷോർട്ട്-സർക്യൂട്ട് കറന്റും വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
2. TOPCon സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ വെല്ലുവിളികൾ
കോശത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു ഓക്സൈഡ് പാളിയും പോളിക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ പാളിയും പ്രയോഗിച്ചുകൊണ്ട് TOPCon ഉപരിതല നിഷ്ക്രിയത്വം കൈവരിക്കുന്നു, ഇത് പുനഃസംയോജന നഷ്ടം കുറയ്ക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, TOPCon ഉപയോഗിച്ച് ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമത കൈവരിക്കുന്നത് സങ്കീർണ്ണമായ പ്രക്രിയകൾ, ചെലവ് മാനേജ്മെന്റ്, കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള ബുദ്ധിമുട്ട് എന്നിവ ഉൾപ്പെടെയുള്ള വെല്ലുവിളികളെ നേരിടുന്നു.
3. പെറോവ്സ്കൈറ്റ് വസ്തുക്കളുടെ പങ്ക്
ഉയർന്ന ആഗിരണ ഗുണകം, ട്യൂണബിൾ ബാൻഡ് വിടവ്, ലായനി-പ്രോസസ്സബിൾ സ്വഭാവം എന്നിവ കാരണം സൗരോർജ്ജ സെൽ കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് പെറോവ്സ്കൈറ്റ് വസ്തുക്കൾ അനുയോജ്യമാണ്. പെറോവ്സ്കൈറ്റിനെ HJT സാങ്കേതികവിദ്യയുമായി സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ, HJT യുടെ ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമത പ്രയോജനപ്പെടുത്താനും പെറോവ്സ്കൈറ്റിന്റെ വൈഡ്-സ്പെക്ട്രം ആഗിരണ ഗുണങ്ങളിലൂടെ അതിനെ കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്താനും കഴിയും.
4. പെറോവ്സ്കൈറ്റുമായി ചേർന്ന് HJT ഉപയോഗിക്കുന്നതിന്റെ ഗുണങ്ങൾ
a. മികച്ച ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് പരിവർത്തന കാര്യക്ഷമത:പെറോവ്സ്കൈറ്റ് ചേർക്കുന്നത് HJT കോശങ്ങളുടെ സ്പെക്ട്രൽ പ്രതികരണത്തെ ഗണ്യമായി വികസിപ്പിക്കുകയും ഫോട്ടോ-ജനറേറ്റഡ് കാരിയറുകളുടെ എണ്ണം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. 27.5% എന്ന സൈദ്ധാന്തിക കാര്യക്ഷമത പരിധിയുള്ള HJT സെല്ലുകൾ ഇതിനകം തന്നെ പരമ്പരാഗത പിവി സാങ്കേതികവിദ്യകളെ മറികടക്കുന്നു. അമോർഫസ്, ക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ പാളികൾ മാറിമാറി വരുന്ന ഹെറ്ററോജംഗ്ഷൻ ഘടന പ്രകാശ ആഗിരണം പരമാവധിയാക്കുകയും ഊർജ്ജ പരിവർത്തന കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.
ബി. മികച്ച സ്ഥിരത:HJT സെല്ലുകൾ ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമത മാത്രമല്ല, മികച്ച സ്ഥിരതയും നൽകുന്നു. കുറഞ്ഞ ഉൽപ്പാദനച്ചെലവ് ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, കാര്യക്ഷമതയുടെ കാര്യത്തിൽ HJT യുമായി പൊരുത്തപ്പെടാൻ പാടുപെടുന്ന TOPCon-perovskite-ൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, ദീർഘകാല പ്രവർത്തനത്തിൽ HJT-പെറോവ്സ്കൈറ്റ് ടാൻഡം ഘടന ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമത നിലനിർത്തുന്നു.
സി. ലളിതവൽക്കരിച്ച നിർമ്മാണ പ്രക്രിയ:പെറോവ്സ്കൈറ്റ് വസ്തുക്കളുടെ ലായനി-പ്രോസസ്സബിൾ സ്വഭാവം നിർമ്മാണ ചെലവ് കുറയ്ക്കുന്നു, ഇത് ലെവലൈസ്ഡ് കോസ്റ്റ് ഓഫ് ഇലക്ട്രിസിറ്റി (LCOE) കുറയ്ക്കുന്നതിന് നിർണായകമാണ്. HJT സെല്ലുകൾക്ക് ഒരു നിർമ്മാണ നേട്ടവുമുണ്ട്, അമോർഫസ് സിലിക്കൺ പാളികൾ നിക്ഷേപിക്കാൻ കുറഞ്ഞ താപനിലയുള്ള കെമിക്കൽ വേപ്പർ ഡിപ്പോസിഷൻ (CVD) ഉപയോഗിക്കുന്നു, തുടർന്ന് സുതാര്യമായ കണ്ടക്റ്റീവ് ഓക്സൈഡ് (TCO), p-ടൈപ്പ് അല്ലെങ്കിൽ n-ടൈപ്പ് അമോർഫസ് സിലിക്കൺ പാളികൾ എന്നിവ ഉപയോഗിക്കുന്നു. TOPCon-ന്റെ ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള അനീലിംഗ് പ്രക്രിയയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഈ ലളിതവൽക്കരിച്ച പ്രക്രിയ ചെലവ് കുറയ്ക്കുകയും വിളവ് നിരക്ക് മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് ഉൽപാദന ചെലവും ഗുണനിലവാര വ്യതിയാനവും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.
ഡി. പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദ ഉൽപ്പാദനം:വിഷാംശമുള്ളതോ അപൂർവമോ ആയ മൂലകങ്ങൾ ഉൾപ്പെടാത്തതിനാൽ പെറോവ്സ്കൈറ്റ് വസ്തുക്കൾ കൂടുതൽ പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. ലെഡ് അല്ലെങ്കിൽ കാഡ്മിയം പോലുള്ള അപകടകരമായ ഘടകങ്ങൾ ആവശ്യമുള്ള ചില പിവി വസ്തുക്കളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, പെറോവ്സ്കൈറ്റുകൾ അത്തരം വിഷവസ്തുക്കളിൽ നിന്ന് മുക്തമാണ്, ഇത് പാരിസ്ഥിതികവും ആരോഗ്യപരവുമായ അപകടസാധ്യതകൾ കുറയ്ക്കുന്നു. കൂടാതെ, പെറോവ്സ്കൈറ്റുകൾ അപൂർവ മൂലകങ്ങളെ ആശ്രയിക്കുന്നില്ല, അവയുടെ വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ പരിസ്ഥിതിയെ ദോഷകരമായി ബാധിക്കും. അവയുടെ ഉത്പാദനം കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജം ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് കാർബൺ ഉദ്വമനം കുറയ്ക്കുന്നു.
ഉപസംഹാരമായി, HJT യുടെയും പെറോവ്സ്കൈറ്റിന്റെയും സംയോജനം ഭാവിയിലെ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് പുരോഗതികൾക്ക് ഒരു വാഗ്ദാനമായ ദിശയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, കാര്യക്ഷമത, സ്ഥിരത, ചെലവ്-ഫലപ്രാപ്തി, പാരിസ്ഥിതിക സുസ്ഥിരത എന്നിവയിലെ അതിന്റെ ഗുണങ്ങൾ പല വശങ്ങളിലും TOPCon നെ മറികടക്കുന്നു.
