Šaltinis: thesolarnerd.com
Saulės skydelio efektyvumas reiškia, kiek šviesos saulės kolektorius paverčia elektra. Kuo didesnis efektyvumas, tuo daugiau elektros energijos iš skydelio gausite už tą patį šviesos kiekį. Jei stogo dangą reikia naudoti ribotai, tai gali būti labai svarbi savybė.
Efektyvumas bėgant metams stabiliai augo, nes gamintojai vis ieško būdų, kaip iš tos pačios saulės šviesos išspausti daugiau elektros energijos. Tačiau kai pasiekiama kiekvienos technologijos riba, mokslininkams ir inžinieriams reikia įsidurti į savo triukų krepšį, kad surastų naujų būdų efektyvumui didinti.
Viena iš naujausių technologijų, atrandančių kelią į saulės kolektorių rinkos vartotojus, yra heterociklo saulės elementai. Nors „Panasonic“ keletą metų turėjo šią technologiją su savo HIT skydeliais, heterojunkcijos technologijos patentai nustojo galioti 2010 m., Ir vis daugiau gamintojų pradeda diegti ją savo produktuose.
Kas yra heterojunkcinė saulės energija
Hetereomunkciniai saulės elementai sujungia dvi skirtingas technologijas į vieną elementą: kristalinio silicio elementą, įterptą tarp dviejų amorfinio „plonosios plėvelės“ silicio sluoksnių. Kartu naudojamos šios technologijos leidžia surinkti daugiau energijos, palyginti su vien tik kuria nors technologija.
Labiausiai paplitęs saulės baterijų tipas yra pagamintas iš kristalinio silicio - monokristalinio arba polikristalinio. Silicio kristalai suskaidomi į blokus ir po to supjaustomi plonais lakštais, dažnai naudojant deimantinį vielos pjūklą, kad būtų suformuotos atskiros ląstelės.
Mažiau paplitęs fotoelektrinių elementų tipas yra plona plėvelė, pagaminta iš įvairių medžiagų, iš kurių viena yra amorfinis silicis. Skirtingai nuo kristalinio silicio, amorfinis silicis neturi įprastos kristalinės struktūros. Silicio atomai yra išdėstyti atsitiktine tvarka. Gamybai tai reiškia, kad amorfinis silicis gali būti nusodinamas ant paviršiaus - paprastesnis ir pigesnis procesas nei silicio kristalų auginimas ir pjaustymas.
Pats savaime amorfinis silicis ne taip efektyviai konvertuoja saulės šviesą į elektrą. Tačiau tai naudinga tuo, kad pagaminsite mažiau brangiai. Mažesnės kainos ir lankstumas medžiagų, ant kurių gali būti kaupiamas amorfinis silicis, atžvilgiu yra keli svarbūs pranašumai.
Įprastuose kristalinio silicio plokštelėse, turinčiose heterociklo saulės elementus, priekiniame ir galiniame paviršiuose yra amorfinio silicio. Dėl to susidaro keli sluoksniai plonos plėvelės saulės spindulių, kurie sugeria papildomus fotonus, kurių kitaip nepatektų į vidurinį kristalinį silicio plokštelę.
Heterojunkcinės ląstelės schema
Kaip heterociklo saulės elementai padidina efektyvumą
Saulės elementas pagamintas iš plonos medžiagos, užfiksuojančios tam tikrus saulės spindulių srautus. Vis dėlto tai nėra visiškai nepermatoma. Kai kurie saulės spinduliai praeis pro ląstelę, o kai kurie - ir nuo paviršiaus.
„Heterojunction“ saulės technologija tuo pasinaudoja, naudodama saulės kolektorių iš trijų skirtingų fotoelektrinių medžiagų sluoksnių. Vidurinis monokristalinio silicio sluoksnis didžiąją dalį saulės šviesos paverčia elektra.
Viršutinis sluoksnis yra amorfinio plonasluoksnio silicio, kuris užfiksuoja šiek tiek saulės šviesos, kol jis nepatenka į kristalinį sluoksnį, taip pat patraukia saulės spindulius, atspindinčius žemiau esančius sluoksnius. Jis labai plonas, todėl didelė dalis saulės šviesos praeina pro šalį. Bet net ir tokiu būdu jis sukuria pakankamai papildomos elektros energijos, kad papildomos išlaidos būtų vertos.
Kristalinio silicio nugarėlėje yra dar vienas plonasluoksnis sluoksnis. Jis fiksuoja saulės spindulius, praeinančius per pirmuosius du sluoksnius. Jei skydas yra stiklo ant stiklo dizainas ir skaidrus galinis skydas, šis užpakalinis plonasluoksnis sluoksnis pridės daug elektros energijos dėl saulės šviesos, kuri atsispindi nuo žemės paviršiaus.
Pastatydamas skydą iš trijų skirtingų fotoelektrinių sluoksnių sumuštinio, heterojunkcinė saulės baterija gali pasiekti 21% ar didesnį efektyvumą. Tai galima palyginti su plokštėmis, kurios naudoja skirtingas technologijas aukštam našumui pasiekti.
Heterociklo saulės privalumai
Pagrindiniai heterociklo saulės elementų pranašumai, palyginti su įprastomis kristalinio silicio elementais, yra šie:
Didesnis efektyvumas
Galimai mažesnės išlaidos, palyginti su kitomis technologijomis, naudojamomis našumui pagerinti, tokiomis kaip PERC
Žemesnis temperatūros koeficientas (geresnis našumas aukštoje temperatūroje)
Šiuo metu rinkoje esančių heterojunkcinių plokščių efektyvumas svyruoja nuo 19,9% iki 21,7%, naudojant naujausias „REC Solar“ HJT plokštes. Nors tai nėra aukščiausias rodiklis rinkoje - dabartinis čempionas yra „SunPower“ siūlomos „Maxeon“ ląstelės, kurių efektyvumas siekia net 22,7 proc., Tai yra reikšmingas patobulinimas, palyginti su įprastomis monokristalinėmis ląstelėmis.
Be to, kitos technologijos, kurias gamintojai naudoja siekdamos labai aukšto efektyvumo, gali būti brangesnės. Pavyzdžiui, „SunPower“ „Maxeon“ ląstelės naudoja storą vario bloką kiekvienos ląstelės gale. Nors šis metodas padeda „Maxeon“ elementams būti efektyviausiais šiuo metu rinkoje esančiais elementais, naudoti tą varį nėra pigu.
Palyginimui, amorfinis silicis yra palyginti pigi technologija. Nors šios rūšies plonasluoksnė saulės baterija nėra beveik tokia pat efektyvi kaip kristalinis silicis, ji turi naudos iš palyginti paprasto gamybos. Reikalaudami mažiau gamybos etapų nei kitos technologijos, heterojunkciniai skydai gali būti rentabilūs nei kitų tipų.
Galiausiai HJT plokštės gali turėti pranašumą, kai reikia našumo aukštoje temperatūroje. Saulės plokštės yra mažiau veiksmingos esant aukštai temperatūrai. Tai yra gerai žinomas reiškinys - iš tikrųjų temperatūros rodikliai yra išvardyti bet kurio saulės kolektoriaus duomenų lape. Ieškokite temperatūros koeficiento ir PTC, NOCT arba CEC galios rodiklių .
Tačiau vienas plonasluoksnių saulės elementų pranašumas yra tas, kad jis turi geresnį temperatūros koeficientą nei kristalinis silicis. Tai reiškia, kad aukšta temperatūra turi mažesnę įtaką plonasluoksnei plėvelei nei įprastas monokristalinis arba polikristalinis silicis.
Dviejų plonasluoksnių silicio sluoksnių heterociklo plokštės įgyja pranašumą prieš įprastas saulės baterijas, kai reikia išlaikyti aukštą našumą kylant temperatūrai.
