Винахід 40-річної давнини допоможе зробити сонячні панелі кращими: у чому секрет

Моделі двосторонніх фотоелементів з технологією гетеропереходу (HJT) можуть окупитися набагато швидше, ніж односторонні аналоги.

Панелі HJT були вперше розроблені японською компанією Sanyo (тепер належить Panasonic) у 1980-х роках. Відтоді кілька виробників протестували їх і вдосконалили, щоб досягти комерційного виробництва і знизити залежність фотоелектричної промисловості від таких матеріалів, як срібло, пише ecoticias.com.

Моделі фотоелементів з технологією гетеропереходу (HJT) можуть окупитися набагато швидше, ніж односторонні аналоги. Порівняно з традиційними сонячними панелями, які вловлюють світло тільки з одного боку, двосторонні поглинають світло, відбите від прилеглих поверхонь, на додачу до того, яке отримують безпосередньо від сонця.

Сонячні батареї HJT поділяються на три типи і розрізняються за матеріалом, яким покрита їхній другий бік: скло/скло, скло/прозорий лист і скло/непрозорий лист. Перша — найефективніша і найміцніша деталь. Однак вона також найдорожча і найважча. Можливо, з цих причин такі фотоелементи не є настільки популярними, попри свою ефективність, але все може змінитися.

Сучасні модулі використовують технологію гетеропереходу HJT і складаються з двох різних напівпровідникових матеріалів: кристалічного кремнію та аморфного кремнію. Така форма фотоелектричного осередку створена завдяки нанесенню шару аморфного кремнію на кожен бік кристалічного кремнієвого осередку та має форм-фактор "сендвіч". Аморфний кремній має ширшу заборонену зону, що дає змогу ефективно захоплювати високоенергетичні фотони, тоді як кристалічний кремній контролює низькоенергетичні фотони. Гетероперехід цих двох забезпечує ефективніше поглинання світла і знижує втрати ефективності через електронну рекомбінацію.

У 2020 році італійська компанія 3Sun EGP продемонструвала, що двосторонні гетероперехідні сонячні модулі можуть досягати й перевищувати ефективність у 24,5%. Останні панелі таких компаній, як китайська Maysun, використовують двостороннє загартоване скло і комірки розміром 210 мм, здатні перетворювати 25% "чистої" енергії. Крім того, алгоритми Soltec збільшують захоплення світла завдяки розрахунку ідеального кута з урахуванням випромінювання з обох сторін модуля. У модулях останнього покоління осередок HJT має симетричну передню і задню структуру, що збільшує вихід енергії задньої ділянки на 30% та дозволяє швидку окупність вищих витрат на установку, типових для двосторонніх панелей.

Крім того, нові модулі HJT також менш схильні до деградації з часом і, як правило, не такі чутливі до високих температур, як традиційні сонячні панелі, що дає змогу виробникам надавати багаторічні гарантії.

Двосторонні сонячні батареї нового покоління можуть бути особливо затребувані там, де кут падіння сонячного світла вкрай малий, або там, де покриття має високі відбивні властивості. Наприклад, пісок пустелі, білий дах фабрики тощо. Такі пристрої будуть корисні в сільському господарстві, особливо для культур з потенціалом використання сонячного світла, що проходить через скло.