Введение в технологии PERC и HJT
1. Стремительное развитие солнечной энергетики привело к появлению новых технологий и улучшению существующих. Среди них выделяются PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) (пассивированный эмиттер задний контакт) и HJT (Heterojunction Technology) - две передовые технологии, используемые для производства солнечных батарей. В развернутом виде наименование ее звучит как «Heterojunction with intrinsic thin-layer technology» - буквально «технология гетероперехода с внутренними тонкими пленками». Под упомянутыми «тонкими пленками» подразумеваются тонкие пленки аморфного кремния.
Особенности технологии PERC
Особенностью структуры перехода в PERC является наличие дополнительного слоя пассивации на обратной стороне батареи. Этот слой представляет собой тонкий оксидный слой, который позволяет уменьшить рекомбинацию зарядов на обратной стороне батареи. Также в PERC используется более тонкий слой активного кремния, что уменьшает потери из-за рассеяния света и повышает светопоглощение. Все это вместе позволяет достичь более высокой эффективности солнечной батареи.
Особенности технологии HJT
Технология HJT (Heterojunction with Intrinsic Thin layer) является одной из самых новых и перспективных технологий в области солнечных панелей. Она была разработана в 2012 году компанией Panasonic и с тех пор активно развивается и улучшается.
Особенностью технологии HJT является использование гетероструктуры с тонким слоем интринсического материала между двумя слоями кремния. Это позволяет достичь высокой эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую.
История развития HJT началась в 1980-х годах, когда были предложены первые концепции использования гетероструктур для создания более эффективных солнечных панелей. Однако, только в 2012 году компания Panasonic представила первые коммерческие солнечные панели на основе технологии HJT.
Основными компонентами технологии HJT являются два слоя кремния с различными типами проводимости - p- и n-типа, а также тонкий слой интринсического кремния между ними. При этом, гетероструктура создается путем нанесения тонкого слоя аморфного кремния на поверхность кристаллического кремния.
Преимуществами технологии HJT перед другими технологиями солнечных панелей являются:
1. Высокая эффективность. Благодаря использованию гетероструктуры и тонкого слоя интринсического материала, солнечные панели HJT достигают эффективности до 25%, что значительно выше, чем у традиционных кремниевых панелей.
2. Широкий спектр применения. Технология HJT позволяет создавать солнечные панели различных форм и размеров, что делает их универсальным решением для различных типов зданий и объектов.
3. Устойчивость к высоким температурам. Благодаря использованию аморфного кремния, солнечные панели HJT имеют более высокую температурную стабильность, что позволяет им работать более эффективно в условиях высоких температур.
4. Долговечность. Технология HJT использует высококачественные материалы, что обеспечивает ее долговечность и стабильную работу на протяжении многих лет.
5. Эстетичность. Солнечные панели HJT имеют более эстетичный внешний вид, так как не имеют металлических сеток на поверхности, что делает их более привлекательными для интеграции в архитектурные решения.
В целом, технология HJT представляет собой новый и перспективный подход к созданию солнечных панелей, который обладает рядом преимуществ перед традиционными технологиями и может стать ключевым фактором в развитии солнечной энергетики в будущем.
Сравнение PERC и HJT.
HJT отличается от популярной структуры PERC во многих аспектах, как показано на рисунке выше. Производственные процессы между этими двумя архитектурами существенно различаются. Например, в отличие от n-PERT или TOPCON, которые могут быть модернизированы на существующих линиях производства PERC, HJT требует значительных инвестиций в новое оборудование для запуска массового производства.
Экологические аспекты
Установка солнечных панелей имеет ряд экологических преимуществ, которые делают ее более выгодной и эффективной по сравнению с традиционными источниками энергии.
1. Снижение выбросов вредных веществ в атмосферу. Одним из главных преимуществ солнечной энергии является то, что она не производит выбросов вредных газов, таких как углекислый газ, оксиды азота и серы, которые являются основными причинами парникового эффекта и загрязнения воздуха. При использовании солнечных панелей вместо традиционных источников энергии значительно снижается количество выбросов вредных веществ в атмосферу.
2. Сокращение потребления природных ресурсов. Для производства электроэнергии из солнечной энергии не требуется использовать природные ресурсы, такие как нефть, газ или уголь. Таким образом, установка солнечных панелей способствует сохранению природных ресурсов и сокращению эксплуатации ископаемых топлив.
3. Низкий уровень шума. В отличие от других источников энергии, таких как ветряные турбины или генераторы на базе газа, солнечные панели не создают шума в процессе производства электроэнергии. Это особенно важно для жилых районов, где шум может быть причиной дискомфорта и заболеваний.
4. Долговечность и низкая потребность в обслуживании. Солнечные панели имеют долгий срок службы и не требуют частого обслуживания. Это означает, что они не будут создавать отходов и загрязнять окружающую среду.
5. Возможность использования на удаленных территориях. Солнечные панели могут быть установлены в любой точке, где есть доступ к солнечному свету, даже в отдаленных и труднодоступных местах. Это делает их особенно полезными для обеспечения электроэнергией отдаленных поселений и объектов.
Технологии, используемые для производства солнечных панелей, также имеют свой вклад в охрану окружающей среды. Например, процесс производства солнечных панелей не требует использования опасных химических веществ, а также не производит выбросов вредных газов. Кроме того, современные технологии производства солнечных панелей становятся все более эффективными и экологически чистыми.
Однако, как и любая другая технология, солнечные панели также имеют некоторые негативные воздействия на окружающую среду. Например, для производства солнечных панелей требуется использование редких металлов, что может привести к дефициту этих ресурсов в будущем. Кроме того, при утилизации старых или поврежденных солнечных панелей может быть выделено небольшое количество токсичных веществ, которые могут загрязнить окружающую среду.
Однако, существуют технологии переработки и утилизации солнечных батарей, которые позволяют извлечь ценные материалы и минимизировать негативное воздействие на окружающую среду. Например, процесс рециклинга солнечных панелей позволяет извлекать до 95% материалов для повторного использования.
В целом, установка солнечных панелей имеет значительные экологические преимущества и является более экологически чистым источником энергии по сравнению с традиционными источниками. Однако, необходимо продолжать развивать технологии переработки и утилизации солнечных батарей, чтобы минимизировать их негативное воздействие на окружающую среду.
Источники статьи: https://huasun.ru/
https://ru.solarpanelproductionline.com/knowledges/What-is-a-HJT-solar-cell.html