แผ่นแสงอาทิตย์ HJT คืออะไร

แผงโซลาร์เซลล์ HJT คืออะไร?

แผงโซลาร์เซลล์แบบ Heterojunction (HJT) — หรือที่รู้จักกันในชื่อ Silicon Heterojunction (SHJ) หรือ HIT (Heterojunction with Intrinsic Thin-layer) — เป็นการผสมผสานเทคโนโลยีโซลาร์เซลล์แบบคริสตัลไลน์และฟิล์มบางที่ล้ำสมัย สร้างขึ้นบนฐานซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ชนิด N เซลล์แสงอาทิตย์เหล่านี้ถูกเคลือบด้วยซิลิคอนอสัณฐานชนิด intrinsic และ doped ส่งผลให้มีประสิทธิภาพสูงเป็นพิเศษ ทนทาน และมีประสิทธิภาพแบบ bifacial ที่เหนือกว่า

โครงสร้างและกระบวนการผลิตขั้นสูง

แผงโซลาร์เซลล์ HJT ได้รับการออกแบบผ่านกระบวนการสร้างหลายชั้นที่ซับซ้อน ซึ่งเริ่มต้นด้วยแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ชนิด N ที่มีความบริสุทธิ์สูงเป็นซับสเตรตหลัก เซลล์ฐานนี้ผ่านกระบวนการสะสมที่แม่นยำ โดยที่ชั้นบางเฉียบของซิลิคอนอสัณฐานชนิด intrinsic (undoped) จะถูกนำไปใช้กับทั้งสองพื้นผิว ตามด้วยชั้นซิลิคอนอสัณฐานชนิด doped โครงสร้างที่ซับซ้อนนี้สร้าง heterojunction หลายตัวระหว่างซิลิคอนคริสตัลไลน์และชั้นซิลิคอนอสัณฐาน ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการแยกและการรวบรวมตัวพาประจุอย่างมีนัยสำคัญ กระบวนการผลิตต้องใช้อุปกรณ์พิเศษและสภาพแวดล้อมที่ควบคุม โดยทั่วไปจะทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่าการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์แบบเดิม เพื่อรักษาคุณสมบัติของอินเทอร์เฟซที่ละเอียดอ่อนและลดการเสื่อมสภาพจากความร้อน

ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่เหนือชั้น

สถาปัตยกรรมที่เป็นเอกลักษณ์ของแผง HJT มอบลักษณะเฉพาะด้านประสิทธิภาพที่เหนือกว่าเทคโนโลยีโซลาร์เซลล์แบบเดิมๆ ด้วยการรวมประสิทธิภาพสูงของซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์เข้ากับคุณสมบัติการแพสซิเวชันพื้นผิวที่ดีเยี่ยมของซิลิคอนอสัณฐาน เซลล์ HJT จึงมีประสิทธิภาพการแปลงโดยทั่วไปตั้งแต่ 24% ถึง 26% โดยมีต้นแบบในห้องปฏิบัติการเกิน 26% โครงสร้างแบบสมมาตรและค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิต่ำ (ประมาณ -0.25% ต่อ °C) ช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพที่เสถียรภายใต้สภาวะการใช้งานจริง รวมถึงสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ซึ่งแผงแบบดั้งเดิมจะประสบกับการเสื่อมประสิทธิภาพอย่างมาก นอกจากนี้ การออกแบบแบบ bifacial ยังจับแสงสะท้อนและแสงกระจายจากด้านหลัง ซึ่งอาจเพิ่มผลผลิตพลังงานได้ถึง 25% ขึ้นอยู่กับค่า albedo ของพื้นผิวและการติดตั้ง

ความทนทานและอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น

แผง HJT แสดงให้เห็นถึงความน่าเชื่อถือที่เหนือกว่าและอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่าเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีโฟโตโวลตาอิกแบบเดิม ชั้นซิลิคอนอสัณฐานชนิด intrinsic ให้การแพสซิเวชันพื้นผิวที่โดดเด่น ซึ่งช่วยลดการรวมตัวของตัวพาประจุที่พื้นผิวซิลิคอนได้อย่างมาก ทำให้รักษาประสิทธิภาพที่สูงขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป วิธีการสร้างและการเลือกใช้วัสดุส่งผลให้อัตราการเสื่อมสภาพต่ำเป็นพิเศษ โดยผู้ผลิตหลายรายรับประกัน 90% ของกำลังไฟเริ่มต้นหลังจากใช้งาน 25 ปี นอกจากนี้ โครงสร้างเซลล์ที่แข็งแกร่งยังแสดงให้เห็นถึงความทนทานที่เพิ่มขึ้นต่อการเสื่อมสภาพที่เกิดจากศักย์ไฟฟ้า (PID) และการเสื่อมสภาพที่เกิดจากแสง (LID) ซึ่งเป็นกลไกความล้มเหลวทั่วไปในแผงโซลาร์เซลล์มาตรฐานที่อาจส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพในระยะยาวและผลตอบแทนจากการลงทุน

ประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจ

จากมุมมองด้านความยั่งยืน เทคโนโลยี HJT มีข้อได้เปรียบที่แตกต่างกันหลายประการ กระบวนการผลิตใช้พลังงานและวัสดุซิลิคอนน้อยกว่าต่อวัตต์เมื่อเทียบกับการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์แบบเดิม ในขณะที่ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นแปลเป็นการลดความต้องการพื้นที่สำหรับกำลังไฟที่เทียบเท่ากัน ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่เหนือกว่าและกำไรแบบ bifacial ช่วยเพิ่มการเก็บเกี่ยวพลังงานต่อกำลังการผลิตที่ติดตั้ง ซึ่งช่วยปรับปรุงต้นทุนไฟฟ้าแบบถัวเฉลี่ย (LCOE) อย่างมีนัยสำคัญในสภาพภูมิอากาศที่หลากหลาย แม้ว่าต้นทุนการผลิตเริ่มต้นจะยังคงสูงกว่าเทคโนโลยี PERC หลัก แต่การสร้างสรรค์นวัตกรรมกระบวนการอย่างต่อเนื่องและผลกระทบจากการปรับขนาดกำลังปรับปรุงความสามารถในการแข่งขันด้านต้นทุนอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่ยังคงรักษาข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่ให้มูลค่าตลอดอายุการใช้งานที่มากขึ้น

สถานะทางการตลาดและแนวโน้มในอนาคต

เทคโนโลยี HJT ได้รับแรงผลักดันทางการตลาดอย่างมาก เนื่องจากผู้ผลิตต่างมองหาแนวทางที่จะเกินขีดจำกัดประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์แบบเดิม ปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของตลาดโฟโตโวลตาอิกระดับพรีเมียม แผง HJT ได้รับความนิยมเป็นพิเศษสำหรับการติดตั้งในพื้นที่จำกัดและการใช้งานที่ต้องการผลผลิตพลังงานสูงสุด การวิจัยอย่างต่อเนื่องมุ่งเน้นไปที่การลดการใช้เงินผ่านเทคนิคการเคลือบโลหะขั้นสูง การรวมเทคโนโลยีการเชื่อมต่อสายไฟอัจฉริยะ และการพัฒนาการกำหนดค่าแบบ tandem ด้วยเซลล์เพอรอฟสไกต์ ซึ่งอาจผลักดันประสิทธิภาพให้เกิน 30% เมื่อการผลิตขยายตัวและนวัตกรรมการผลิตยังคงลดต้นทุนลงอย่างต่อเนื่อง เทคโนโลยี HJT พร้อมที่จะเปลี่ยนจากโซลูชันระดับพรีเมียมไปสู่ตัวเลือกหลักในการเปลี่ยนผ่านทั่วโลกไปสู่การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพสูงเป็นพิเศษ