У галузі фотоелектричних технологій, що швидко розвивається, HJT (гетероперехід) та TOPCon (тунельний оксидно-пасивований контакт) були основними напрямками галузі. Однак, з появою перовскітних матеріалів, HJT у поєднанні з перовскітом привертає увагу завдяки своїм унікальним перевагам, стаючи гарячою темою в сонячній галузі. У цій статті досліджуються переваги HJT у поєднанні з перовскітом порівняно з TOPCon та те, як це поєднання формує майбутнє фотоелектричних технологій.
1. Вступ до технології високошвидкісного транзисторного транзистора (HJT)
HJT відомий своєю високою ефективністю фотоелектричного перетворення та чудовою роботою в умовах низької освітленості. Він утворює гетероперехід шляхом укладання тонкої плівки аморфного кремнію на кристалічну кремнієву підкладку, зменшуючи поверхневу рекомбінацію та збільшуючи напругу холостого ходу та струм короткого замикання елемента.
2. Проблеми з технологією TOPCon
TOPCon досягає пасивації поверхні шляхом нанесення на поверхню елемента шару оксиду та шару полікристалічного кремнію, що зменшує втрати на рекомбінацію. Однак досягнення вищої ефективності за допомогою TOPCon стикається з труднощами, включаючи складні процеси, управління витратами та труднощі подальшого підвищення ефективності.
3. Роль перовскітних матеріалів
Перовскітні матеріали ідеально підходять для підвищення ефективності сонячних елементів завдяки їх високому коефіцієнту поглинання, регульованій ширині забороненої зони та можливості обробки в розчині. Поєднуючи перовскіт з технологією високошвидкісного транзистора (HJT), можна використовувати високу ефективність HJT та ще більше підвищити її завдяки широкому спектру поглинальних властивостей перовскіту.
4. Переваги поєднання термодинамічної обробки високою щільністю (HJT) з перовскітом
a. Вища ефективність фотоелектричного перетворення:Додавання перовскіту значно розширює спектральну характеристику HJT-комірок, збільшуючи кількість фотогенерованих носіїв. HJT-комірки з теоретичною межею ефективності 27,5% вже перевершують традиційні фотоелектричні технології. Структура гетеропереходу, що чергується з аморфними та кристалічними кремнієвими шарами, максимізує поглинання світла, покращуючи ефективність перетворення енергії.
b. Краща стабільність:Комірки HJT пропонують не лише вищу ефективність, але й чудову стабільність. Тандемна структура HJT-перовскіт підтримує вищу ефективність при тривалій експлуатації, на відміну від TOPCon-перовскіт, який, незважаючи на нижчі виробничі витрати, не може зрівнятися з HJT за ефективністю.
c. Спрощений виробничий процес:Можливість оброблення перовскітних матеріалів у розчині знижує виробничі витрати, що є критично важливим для зниження лімітованих витрат на електроенергію (LCOE). Комірки HJT також мають перевагу у виробництві, використовуючи низькотемпературне хімічне осадження з парової фази (CVD) для нанесення шарів аморфного кремнію, а потім шари прозорого провідного оксиду (TCO) та аморфного кремнію p- або n-типу. Цей спрощений процес знижує витрати та покращує коефіцієнти виходу порівняно з процесом високотемпературного відпалу TOPCon, що збільшує виробничі витрати та мінливість якості.
г. Екологічно чисте виробництво:Перовскітні матеріали пропонують більш екологічно чистий виробничий процес, оскільки вони не містять токсичних або рідкісних елементів. На відміну від деяких фотоелектричних матеріалів, які потребують небезпечних елементів, таких як свинець або кадмій, перовскіти не містять таких токсинів, що зменшує ризики для навколишнього середовища та здоров'я. Крім того, перовскіти не залежать від рідкісних елементів, видобуток яких може завдати шкоди навколишньому середовищу. Їхнє виробництво споживає менше енергії, що призводить до зниження викидів вуглецю.
На завершення, поєднання високоточного транзистора (HJT) та перовскіту являє собою перспективний напрямок для майбутніх досягнень у галузі фотоелектричної енергетики, а його переваги в ефективності, стабільності, економічній ефективності та екологічній стійкості перевершують TOPCon у багатьох аспектах.
