ما هي الألواح الشمسية HJT

ما هي ألواح الطاقة الشمسية HJT؟

تمثل الألواح الشمسية ذات الوصلات غير المتجانسة (HJT) - والمعروفة أيضًا باسم الوصلات غير المتجانسة للسيليكون (SHJ) أو ألواح HIT (الوصلات غير المتجانسة مع الطبقة الرقيقة الجوهرية) - اندماجًا متطورًا بين تقنيات الطاقة الشمسية البلورية والطبقة الرقيقة. تعتمد هذه الخلايا الشمسية على قاعدة من السيليكون أحادي البلورة من النوع N، وهي مجهزة بطبقات من السيليكون غير المتبلور الجوهري والمنشط، مما يؤدي إلى كفاءة عالية للغاية ومتانة وأداء ثنائي الوجه فائق.

هيكل وعملية تصنيع متقدمة

تم تصميم الألواح الشمسية HJT من خلال عملية بناء متعددة الطبقات متطورة تبدأ بشريحة سيليكون أحادي البلورة من النوع N عالي النقاء كأساس أساسي. تخضع هذه الخلية الأساسية لعملية ترسيب دقيقة حيث يتم تطبيق طبقات رقيقة جدًا من السيليكون غير المتبلور الجوهري (غير المنشط) على كلا السطحين، تليها طبقات من السيليكون غير المتبلور المنشط. يخلق هذا الهيكل المعقد وصلات غير متجانسة متعددة بين السيليكون البلوري وطبقات السيليكون غير المتبلور، مما يعزز بشكل كبير فصل ناقل الشحنات وكفاءة التجميع. تتطلب عملية التصنيع معدات متخصصة وبيئات خاضعة للرقابة، وعادة ما تعمل في درجات حرارة أقل من إنتاج الخلايا الشمسية التقليدية للحفاظ على خصائص الواجهة الدقيقة وتقليل التدهور الحراري.

مزايا أداء لا مثيل لها

توفر البنية الفريدة لألواح HJT خصائص أداء استثنائية تتجاوز تقنيات الطاقة الشمسية التقليدية. من خلال الجمع بين الكفاءة العالية للسيليكون أحادي البلورة وخصائص التخميل السطحي الممتازة للسيليكون غير المتبلور، تحقق خلايا HJT كفاءات تحويل تتراوح عادةً من 24٪ إلى 26٪، مع نماذج أولية معملية تتجاوز 26٪. يضمن الهيكل المتماثل ومعامل درجة الحرارة المنخفض (حوالي -0.25٪ لكل درجة مئوية) أداءً مستقرًا في ظل ظروف العالم الحقيقي، بما في ذلك البيئات ذات درجة الحرارة المرتفعة حيث تعاني الألواح التقليدية من تدهور كبير في الكفاءة. علاوة على ذلك، يلتقط التصميم ثنائي الوجه الضوء المنعكس والمنتشر من الجانب الخلفي، مما قد يزيد من إنتاج الطاقة بنسبة تصل إلى 25٪ اعتمادًا على انعكاس السطح وتكوين التثبيت.

متانة وطول عمر محسّنان

تُظهر ألواح HJT موثوقية فائقة وعمر تشغيلي ممتد مقارنة بتقنيات الخلايا الكهروضوئية التقليدية. توفر طبقات السيليكون غير المتبلور الجوهرية تخميلًا سطحيًا متميزًا يقلل بشكل كبير من إعادة تركيب الناقل على أسطح السيليكون، مما يحافظ على كفاءة أعلى بمرور الوقت. تؤدي منهجية البناء واختيار المواد إلى معدلات تدهور منخفضة بشكل استثنائي، حيث يضمن العديد من الشركات المصنعة 90٪ من خرج الطاقة الأولي بعد 25 عامًا من التشغيل. بالإضافة إلى ذلك، يوضح هيكل الخلية القوي مقاومة معززة للتدهور الناتج عن الجهد المحتمل (PID) والتدهور الناتج عن الضوء (LID)، وهي آليات فشل شائعة في الألواح الشمسية القياسية والتي يمكن أن تعرض الأداء على المدى الطويل والعائد على الاستثمار للخطر.

الفوائد البيئية والاقتصادية

من منظور الاستدامة، توفر تقنية HJT العديد من المزايا المتميزة. تستهلك عملية التصنيع طاقة ومواد سيليكون أقل لكل واط مقارنة بإنتاج الخلايا الشمسية التقليدية، بينما تترجم الكفاءة الأعلى إلى متطلبات مساحة أقل لإخراج طاقة مكافئ. يؤدي معامل درجة الحرارة الفائق والمكسب ثنائي الوجه إلى زيادة حصاد الطاقة لكل سعة مثبتة، مما يحسن بشكل كبير التكلفة الموحدة للكهرباء (LCOE) عبر ظروف مناخية متنوعة. على الرغم من أن تكاليف التصنيع الأولية لا تزال أعلى من تقنية PERC السائدة، فإن الابتكارات المستمرة في العمليات وتأثيرات التوسع تعمل باستمرار على تحسين القدرة التنافسية من حيث التكلفة مع الحفاظ على مزايا الأداء التي توفر قيمة أكبر مدى الحياة.

الموقف في السوق والتوقعات المستقبلية

اكتسبت تقنية HJT قوة جذب كبيرة في السوق حيث يسعى المصنعون إلى إيجاد طرق لتجاوز حدود كفاءة الخلايا الشمسية التقليدية. تمثل ألواح HJT حاليًا شريحة متميزة من سوق الخلايا الكهروضوئية، وهي مفضلة بشكل خاص للتركيبات المقيدة بالمساحة والتطبيقات التي تتطلب أقصى إنتاج للطاقة. يركز البحث المستمر على تقليل استهلاك الفضة من خلال تقنيات التعدين المتقدمة، ودمج تقنيات الربط السلكي الذكي، وتطوير تكوينات متتالية مع خلايا البيروفسكايت التي يمكن أن تدفع الكفاءات إلى ما بعد 30٪. مع توسع الإنتاج واستمرار ابتكارات التصنيع في خفض التكاليف، فإن تقنية HJT في وضع يسمح لها بالانتقال من حل متميز إلى خيار رئيسي في التحول العالمي نحو توليد الطاقة الشمسية عالية الكفاءة للغاية.