Các tấm pin mặt trời HJT là gì

Tấm pin mặt trời HJT là gì?

Tấm pin mặt trời Heterojunction (HJT)—còn được gọi là Heterojunction Silicon (SHJ) hoặc HIT (Heterojunction với lớp mỏng nội tại)—đại diện cho sự kết hợp tiên tiến của công nghệ năng lượng mặt trời tinh thể và màng mỏng. Được xây dựng trên nền silicon đơn tinh thể loại N, các tế bào năng lượng mặt trời này được phủ các lớp silicon vô định hình nội tại và pha tạp, mang lại hiệu suất cực cao, độ bền và hiệu suất hai mặt vượt trội.

Cấu trúc và Quy trình Sản xuất Tiên tiến

Tấm pin mặt trời HJT được thiết kế thông qua quy trình xây dựng đa lớp tinh vi, bắt đầu với một tấm silicon đơn tinh thể loại N có độ tinh khiết cao làm chất nền cốt lõi. Tế bào cơ bản này trải qua một quy trình lắng đọng chính xác, trong đó các lớp silicon vô định hình (không pha tạp) mỏng được áp dụng cho cả hai bề mặt, sau đó là các lớp silicon vô định hình pha tạp. Cấu trúc phức tạp này tạo ra nhiều mối nối dị thể giữa silicon tinh thể và các lớp silicon vô định hình, làm tăng đáng kể hiệu quả tách và thu thập hạt tải điện. Quy trình sản xuất đòi hỏi thiết bị chuyên dụng và môi trường được kiểm soát, thường hoạt động ở nhiệt độ thấp hơn so với sản xuất tế bào năng lượng mặt trời thông thường để bảo toàn các đặc tính giao diện tinh tế và giảm thiểu sự suy giảm nhiệt.

Ưu điểm về Hiệu suất Vượt trội

Kiến trúc độc đáo của tấm HJT mang lại các đặc tính hiệu suất đặc biệt vượt trội so với các công nghệ năng lượng mặt trời thông thường. Bằng cách kết hợp hiệu suất cao của silicon đơn tinh thể với các đặc tính thụ động bề mặt tuyệt vời của silicon vô định hình, các tế bào HJT đạt được hiệu suất chuyển đổi thường dao động từ 24% đến 26%, với các nguyên mẫu trong phòng thí nghiệm vượt quá 26%. Cấu trúc đối xứng và hệ số nhiệt độ thấp (khoảng -0,25% trên °C) đảm bảo hiệu suất ổn định trong điều kiện thực tế, bao gồm cả môi trường nhiệt độ cao, nơi các tấm pin truyền thống bị suy giảm hiệu suất đáng kể. Hơn nữa, thiết kế hai mặt thu được ánh sáng phản xạ và khuếch tán từ mặt sau, có khả năng tăng sản lượng năng lượng lên đến 25% tùy thuộc vào độ phản xạ bề mặt và cấu hình lắp đặt.

Độ bền và Tuổi thọ Nâng cao

Tấm HJT thể hiện độ tin cậy vượt trội và tuổi thọ hoạt động kéo dài so với các công nghệ quang điện thông thường. Các lớp silicon vô định hình nội tại cung cấp sự thụ động bề mặt vượt trội, làm giảm đáng kể sự tái hợp của hạt tải điện trên bề mặt silicon, duy trì hiệu suất cao hơn theo thời gian. Phương pháp xây dựng và lựa chọn vật liệu dẫn đến tỷ lệ suy giảm cực kỳ thấp, với một số nhà sản xuất đảm bảo 90% sản lượng điện ban đầu sau 25 năm hoạt động. Ngoài ra, cấu trúc tế bào mạnh mẽ thể hiện khả năng chống chịu tốt hơn đối với sự suy giảm do tiềm năng (PID) và sự suy giảm do ánh sáng (LID), các cơ chế hỏng hóc phổ biến trong các tấm pin mặt trời tiêu chuẩn có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và lợi tức đầu tư dài hạn.

Lợi ích về Môi trường và Kinh tế

Từ góc độ bền vững, công nghệ HJT mang lại một số lợi thế khác biệt. Quy trình sản xuất tiêu thụ ít năng lượng và vật liệu silicon hơn trên mỗi watt so với sản xuất tế bào năng lượng mặt trời thông thường, trong khi hiệu suất cao hơn chuyển đổi thành yêu cầu không gian giảm đối với sản lượng điện tương đương. Hệ số nhiệt độ vượt trội và lợi ích hai mặt làm tăng sản lượng năng lượng trên mỗi công suất lắp đặt, cải thiện đáng kể chi phí điện (LCOE) trên nhiều điều kiện khí hậu khác nhau. Mặc dù chi phí sản xuất ban đầu vẫn cao hơn so với công nghệ PERC chủ đạo, nhưng những cải tiến quy trình liên tục và các hiệu ứng mở rộng quy mô đang cải thiện dần khả năng cạnh tranh về chi phí trong khi vẫn duy trì các lợi thế về hiệu suất mang lại giá trị trọn đời lớn hơn.

Vị thế Thị trường và Triển vọng Tương lai

Công nghệ HJT đã đạt được sức hút thị trường đáng kể khi các nhà sản xuất tìm kiếm các con đường để vượt quá giới hạn hiệu suất của các tế bào năng lượng mặt trời thông thường. Hiện đang đại diện cho một phân khúc cao cấp của thị trường quang điện, các tấm HJT đặc biệt được ưa chuộng cho các công trình bị hạn chế về không gian và các ứng dụng đòi hỏi sản lượng năng lượng tối đa. Nghiên cứu đang diễn ra tập trung vào việc giảm tiêu thụ bạc thông qua các kỹ thuật kim loại hóa tiên tiến, tích hợp các công nghệ kết nối dây thông minh và phát triển các cấu hình song song với các tế bào perovskite có khả năng đẩy hiệu suất vượt quá 30%. Khi sản xuất mở rộng quy mô và những đổi mới trong sản xuất tiếp tục giảm chi phí, công nghệ HJT được định vị để chuyển đổi từ một giải pháp cao cấp thành một lựa chọn chủ đạo trong quá trình chuyển đổi toàn cầu hướng tới việc tạo ra năng lượng mặt trời hiệu suất cực cao.