เซลล์สุริยะมีการทำงานอย่างไร

หนึ่งในเทคโนโลยีล่าสุดที่หาทางเข้าสู่ตลาดแผงโซลาร์เซลล์สำหรับผู้บริโภคก็คือเซลล์สุริยะแบบเฮเทอโรไฟฟ้า ในขณะที่ Panasonic มีเทคโนโลยีนี้อยู่สองสามปีกับแผง HIT ของพวกเขาสิทธิบัตรเทคโนโลยี heterojunction หมดอายุในปี 2010 และผู้ผลิตจำนวนมากเริ่มปรับใช้ในผลิตภัณฑ์ของตน

โซล่าร์เฮเทอโรไฟฟ้าคืออะไร

เซลล์สุริยะแบบ Hetereojunction รวมเทคโนโลยีที่แตกต่างกันสองแบบไว้ในเซลล์เดียว: เซลล์ผลึกซิลิกอนที่ประกบอยู่ระหว่างซิลิคอนฟิล์มบางบางสองชั้น ใช้ร่วมกันเทคโนโลยีเหล่านี้ให้พลังงานมากกว่าที่จะเก็บเกี่ยวเมื่อเทียบกับการใช้เทคโนโลยีเพียงอย่างเดียว

แผงโซล่าร์ชนิดที่พบมากที่สุดทำด้วยผลึกซิลิคอน - ทั้ง monocrystalline หรือ polycrystalline ผลึกซิลิคอนถูกปลูกเป็นบล็อกแล้วตัดเป็นแผ่นบาง ๆ มักใช้เลื่อยลวดเพชรเพื่อสร้างเซลล์แต่ละเซลล์

เซลล์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ชนิดที่ใช้กันทั่วไปน้อยกว่าคือฟิล์มบางซึ่งทำจากวัสดุหลายชนิดซึ่งหนึ่งในนั้นคือซิลิคอนอสัณฐาน ซึ่งแตกต่างจากผลึกซิลิกอน, ซิลิคอนอสัณฐานไม่มีโครงสร้างผลึกปกติ อะตอมซิลิคอนจะถูกสุ่มแทน สำหรับการผลิตนั่นหมายถึงว่าซิลิคอนอสัณฐานสามารถถูกวางลงบนพื้นผิวซึ่งเป็นกระบวนการที่ง่ายและราคาไม่แพงกว่าการปลูกและการตัดซิลิคอน crytals

ด้วยตัวเองซิลิคอนอสัณฐานนั้นมีประสิทธิภาพน้อยกว่าในการเปลี่ยนแสงแดดเป็นไฟฟ้า อย่างไรก็ตามมันจะได้ประโยชน์จากการผลิตที่มีราคาต่ำกว่า ค่าใช้จ่ายและความยืดหยุ่นที่ต่ำกว่าในประเภทของวัสดุที่สามารถนำไปวางบนซิลิคอนอสัณฐานเป็นข้อดีที่สำคัญสองประการ

ด้วยเซลล์สุริยะแบบ heterojunction แผ่นผลึกซิลิคอนแบบดั้งเดิมนั้นมีซิลิคอนแบบสัณฐานวางอยู่บนพื้นผิวด้านหน้าและด้านหลัง ส่งผลให้ฟิล์มบางแสงอาทิตย์สองชั้นที่ดูดซับโฟตอนพิเศษที่มิฉะนั้นจะไม่ถูกจับโดยเวเฟอร์ผลึกกลาง

แผนผังของเซลล์เฮเทอโรไฟฟ้า

เซลล์สุริยะที่เพิ่มประสิทธิภาพอย่างไร

เซลล์แสงอาทิตย์ทำจากวัสดุบาง ๆ ที่จับแสงอาทิตย์บางส่วนที่กระทบกับมัน แม้ว่ามันจะไม่ทึบอย่างสมบูรณ์ แสงแดดบางส่วนจะผ่านเข้าทางเซลล์และบางส่วนก็จะกระเด็นออกจากพื้นผิว

เทคโนโลยีโซล่าร์เฮเทอโรไฟฟ้าใช้ประโยชน์จากสิ่งนี้โดยการสร้างแผงโซลาร์เซลล์จากวัสดุแผงเซลล์แสงอาทิตย์สามชั้น ชั้นกลางของ monocrystalline ซิลิคอนทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นส่วนใหญ่

มีซิลิคอนฟิล์มบางที่เป็นชั้นอะมอร์ฟัสต์ซึ่งจับแสงอาทิตย์บางส่วนก่อนที่มันจะกระทบกับชั้นผลึกและมันยังจับแสงอาทิตย์บางส่วนที่สะท้อนชั้นล่าง มันบางมากแสงอาทิตย์ผ่านไปมาก แต่ถึงกระนั้นมันก็สร้างกระแสไฟฟ้าเพิ่มเติมเพียงพอที่จะทำให้ค่าใช้จ่ายเพิ่มที่คุ้มค่า

ที่ด้านหลังของผลึกซิลิคอนเป็นชั้นฟิล์มบาง ๆ มันจับแสงอาทิตย์ที่ลอดผ่านสองชั้นแรก หากแผงเป็นแบบกระจกบนกระจกที่มีแผงด้านหลังโปร่งใสชั้นฟิล์มบางด้านหลังนี้จะเพิ่มไฟฟ้าจำนวนมากเนื่องจากแสงแดดที่สะท้อนออกมาจากพื้นดิน

ด้วยการสร้างแผงจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์สามชั้นที่แตกต่างกันแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบเฮเทอโรไฟฟ้าที่สามารถเข้าถึงประสิทธิภาพได้ถึง 21% หรือสูงกว่า นี่เปรียบได้กับแผงควบคุมที่ใช้เทคโนโลยีที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูง

ข้อดีของพลังงานแสงอาทิตย์เฮเทอโรไฟฟ้า

ข้อได้เปรียบหลักของโซล่าร์เซลล์แบบเฮเทอโรจิฟวิ่งเหนือเซลล์ซิลิคอนแบบเดิมคือ:

ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น

ค่าใช้จ่ายที่ต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีอื่น ๆ ที่ใช้ในการปรับปรุงประสิทธิภาพเช่น PERC

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่ต่ำกว่า (ปรับปรุงประสิทธิภาพในอุณหภูมิสูง)

ประสิทธิภาพของแผงเฮเทอโรไฟฟ้าในปัจจุบันอยู่ในช่วงตั้งแต่ 19.9% ​​ถึง 21.7% กับแผง HJT ใหม่ล่าสุดจาก REC Solar แม้ว่านี่จะไม่สูงที่สุดในตลาด แต่แชมป์ปัจจุบันคือเซลล์ Maxeon ที่นำเสนอโดย SunPower ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงถึง 22.7% ซึ่งเป็นการปรับปรุงที่สำคัญเหนือเซลล์ monocrystalline ทั่วไป

นอกจากนี้เทคโนโลยีอื่น ๆ ที่ผู้ผลิตใช้ในการเข้าถึงประสิทธิภาพที่สูงมาก ๆ อาจมีค่าใช้จ่ายสูงกว่า ตัวอย่างเช่นเซลล์ Maxeon ของ SunPower ใช้บล็อกทองแดงหนาที่ด้านหลังของแต่ละเซลล์ ในขณะที่วิธีการนี้ช่วยให้เซลล์ Maxeon เป็นเซลล์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในตลาดปัจจุบันการใช้ทองแดงจำนวนมากนั้นไม่ถูก

ในการเปรียบเทียบซิลิคอนอสัณฐานเป็นเทคโนโลยีที่ค่อนข้างถูก ในขณะที่เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางชนิดนี้ไม่ได้มีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับผลึกซิลิคอน แต่ก็มีข้อดีจากการผลิตที่ค่อนข้างเรียบง่าย ด้วยการกำหนดขั้นตอนการผลิตให้น้อยลงกว่าเทคโนโลยีอื่น ๆ พาเนลเฮเทอโรไฟฟ้าจึงมีศักยภาพที่จะคุ้มค่ากว่าประเภทอื่น ๆ

ในที่สุดแผง HJT อาจมีข้อได้เปรียบเมื่อใช้งานที่อุณหภูมิสูง แผงเซลล์แสงอาทิตย์มีประสิทธิภาพน้อยกว่าในอุณหภูมิสูง นี่เป็นปรากฏการณ์ที่รู้จักกันดี - อันที่จริงประสิทธิภาพของอุณหภูมิแสดงอยู่ในแผ่นข้อมูลของแผงโซลาร์เซลล์ใด ๆ ค้นหาตัวเลขค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิและ การจัดอันดับพลังงาน PTC, NOCT หรือ CEC

อย่างไรก็ตามข้อดีอย่างหนึ่งของแสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางคือมันมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่ดีกว่าผลึกซิลิคอน ซึ่งหมายความว่าอุณหภูมิที่สูงมีผลกระทบน้อยกว่าต่อฟิล์มบางที่เป็นผลึกโมโนโพลีคริสตัลหรือซิลิคอนโพลีคริสตัลลีน

ด้วยซิลิคอนฟิล์มบางสองชั้นพาเนล heterojunction ได้เปรียบเหนือแผงโซลาร์ทั่วไปเมื่อต้องรักษาประสิทธิภาพสูงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น

เซลล์สุริยะมีหลักการในการทำงานอย่างไร

เซลล์สุริยะใช้หลักอะไร

แผงเซลล์สุริยะทำหน้าที่อะไร

เซลล์สุริยะเปลยี่นพลงังานแสงอาทิตย์เป็นพลงังานไฟฟ้าได้ อย่างไร