Vir: thesolarnerd.com
Učinkovitost sončne plošče se nanaša na to, koliko svetlobe sončna plošča pretvori v električno energijo. Večji kot je izkoristek, več energije boste dobili od plošče za isto količino svetlobe. Za razmestitev na strehi z omejenim prostorom je to lahko zelo pomembna lastnost.
Učinkovitost se z leti stalno povečuje, saj proizvajalci vedno najdejo načine, kako iz iste količine sončne svetlobe iztisniti več električne energije. Ko pa so dosežene meje vsake tehnologije, morajo znanstveniki in inženirji doseči, da najdejo nove načine, kako izboljšati učinkovitost.
Ena izmed najnovejših tehnologij, ki se je znašla na trgu potrošniških solarnih panelov, so sončne celice v heterojunkciji. Medtem ko je Panasonic že nekaj let uporabljal to tehnologijo s svojimi HIT ploščami, so patenti na tehnologijo heterojunkcije potekli leta 2010 in več proizvajalcev jo začenja uporabljati v svojih izdelkih.
Kaj je heterojunkcija sonca
Hetereojunkcijske sončne celice združujejo dve različni tehnologiji v eno celico: kristalno silikonsko celico, ki je med dvema slojema amorfnega „tankega filma“ silicija. Te tehnologije, ki se uporabljajo skupaj, omogočajo, da se nabere več energije v primerjavi s samo eno tehnologijo.
Najpogostejše vrste sončnih panelov so izdelane s kristalnim silicijem - monokristalnim ali polikristalnim. Silicijevi kristali so zrasli v bloke in jih nato razrezali na tanke liste, pogosto z žago z diamantno žico, da tvorijo posamezne celice.
Manj pogosta vrsta fotovoltaične celice je tanek film, ki je izdelan iz različnih materialov, od katerih je eden amorfen silicij. Za razliko od kristalnega silicija amorfni silicij nima pravilne kristalne strukture. Namesto tega so atomi silicija naključno urejeni. Za proizvodnjo to pomeni, da se amorfni silicij lahko odlaga na površino - enostavnejši in cenejši postopek kot gojenje in rezanje kitaj iz silicija.
Amorfni silicij je sam po sebi manj učinkovit pri pretvorbi sončne svetlobe v električno energijo. Vendar ima to korist od cenejše izdelave. Manjši stroški in prožnost pri vrsti materialov, na katere se lahko odlaga amorfni silicij, so nekaj pomembnih prednosti.
Z heterojunkcijskimi sončnimi celicami ima običajna kristalna silicijeva rezina amorfen silicij, odložen na sprednji in zadnji površini. Posledica tega je nekaj plasti tankega filmskega sonca, ki absorbirajo dodatne fotone, ki jih sicer ne bi zajel srednji kristalni silicijev rezin.
Diagram heterojunkcijske celice
Kako heterojunktivne sončne celice povečajo učinkovitost
Sončna celica je narejena iz tankega materiala, ki zajame delček sončne svetlobe, ki jo zadene. Kljub temu ni povsem neprozoren. Nekaj sončne svetlobe bo šlo tik skozi celico, nekaj pa bo tudi odbijalo s površine.
Heterojunkcijska sončna tehnologija to izkorišča tako, da iz treh različnih slojev fotovoltaičnega materiala zgradi sončno ploščo. Srednja plast monokristalnega silicija večino dela spreminja sončno svetlobo v elektriko.
Obstaja zgornja plast amorfnega tankoslojnega silicija, ki zajame nekaj sončne svetlobe, preden zadene kristalno plast, poleg tega pa zgrabi nekaj sončne svetlobe, ki se odbija od plasti spodaj. Je zelo tanek, toliko sončne svetlobe prehaja prav skozi. Kljub temu pa ustvari dovolj dodatne električne energije, da bo dodane stroške vredna.
Na zadnji strani kristalnega silicija je še ena tankoplastna plast. Ujame sončno svetlobo, ki prehaja skozi prva dva sloja. Če je plošča steklo na steklu s prozorno zadnjo ploščo, bo ta zadnja tankoplastna plast dodala znatno količino električne energije zaradi sončne svetlobe, ki se odbija od tal.
Z gradnjo plošče iz sendviča iz treh različnih fotovoltaičnih plasti lahko heterojunkcijska sončna plošča doseže učinkovitost 21% ali več. To je primerljivo s ploščami, ki za doseganje visokih zmogljivosti uporabljajo različne tehnologije.
Prednosti heterojunkcijskega sonca
Glavne prednosti heterojunkcijskih sončnih celic pred običajnimi kristalnimi silicijevimi celicami so:
Večja učinkovitost
Potencialno nižji stroški v primerjavi z drugimi tehnologijami, ki se uporabljajo za izboljšanje učinkovitosti, kot je PERC
Nižji temperaturni koeficient (izboljšana učinkovitost pri visokih temperaturah)
Učinkovitost heterojunkcijskih plošč, ki so trenutno na trgu, se giblje od 19,9% do 21,7% pri najnovejših HJT panelih REC Solar. Čeprav to ni najvišje na trgu - trenutni prvak so Maxeon-ove celice, ki jih ponuja SunPower, ki dosegajo kar 22,7-odstotni izkoristek - je bistveno izboljšanje v primerjavi z običajnimi monokristalnimi celicami.
Poleg tega so lahko druge tehnologije, ki jih proizvajalci uporabljajo za doseganje zelo visoke učinkovitosti, dražje. Na primer, Maxeon-ove celice SunPower-ja uporabljajo debel blok bakra na zadnji strani vsake celice. Ta pristop pomaga, da so Maxeonove celice najučinkovitejše celice, ki so trenutno na trgu, vendar uporaba toliko bakra ni poceni.
Za primerjavo je amorfni silicij relativno poceni tehnologija. Čeprav ta tip tankoplastne sončne energije ni tako učinkovit kot kristalni silicij, ima koristi od relativno enostavne izdelave. Ker zahtevajo manj proizvodnih korakov kot druge tehnologije, imajo heterojunkcijske plošče potencialno stroškovno učinkovitejše od drugih vrst.
Končno imajo lahko plošče HJT prednost, ko gre za visoko temperaturne zmogljivosti. Sončne plošče so pri visokih temperaturah manj učinkovite. To je dobro znan pojav - v resnici je temperaturna zmogljivost navedena na podatkovnem listu katerega koli sončnega panela. Poiščite vrednosti temperaturnega koeficienta in ocene moči PTC, NOCT ali CEC .
Vendar je ena prednost tankoplastnega sonca ta, da ima boljši temperaturni koeficient kot kristalni silicij. To pomeni, da visoke temperature manj vplivajo na tankoplastne folije, kot običajni monokristalni ali polikristalni silicij.
Z dvema slojema tankoslojnega silicija, heterojunkcijske plošče pridobijo prednost pred običajnimi sončnimi paneli, ko gre za dvig temperature.
