Nguồn: thesolarnerd.com
Hiệu quả của bảng điều khiển năng lượng mặt trời liên quan đến lượng ánh sáng mà một tấm pin mặt trời chuyển đổi thành điện. Hiệu suất càng cao, bạn sẽ nhận được càng nhiều điện từ bảng điều khiển cho cùng một lượng ánh sáng. Đối với việc triển khai trên tầng thượng với không gian hạn chế, đây có thể là một tính năng rất quan trọng.
Hiệu quả đã tăng lên đều đặn trong những năm qua khi các nhà sản xuất tiếp tục tìm cách ép nhiều điện hơn từ cùng một lượng ánh sáng mặt trời. Nhưng khi đạt đến giới hạn của mỗi công nghệ, các nhà khoa học và kỹ sư cần phải tìm ra các mánh khóe của họ để tìm ra những cách thức mới để giữ hiệu quả ngày càng tăng.
Một trong những công nghệ mới nhất đang tìm đường vào thị trường pin mặt trời tiêu dùng là pin mặt trời không đồng nhất. Mặc dù Panasonic đã có công nghệ này trong một vài năm với các tấm HIT của họ, nhưng bằng sáng chế về công nghệ dị vòng đã hết hạn vào năm 2010 và nhiều nhà sản xuất bắt đầu triển khai nó trong các sản phẩm của họ.
Năng lượng mặt trời dị thể là gì
Pin mặt trời Het bdjeft kết hợp hai công nghệ khác nhau thành một tế bào: một tế bào silicon tinh thể được kẹp giữa hai lớp màng mỏng silicon vô định hình. Được sử dụng cùng nhau, các công nghệ này cho phép thu hoạch được nhiều năng lượng hơn so với chỉ sử dụng công nghệ.
Loại tấm pin mặt trời phổ biến nhất được chế tạo bằng silicon tinh thể - có thể là đơn tinh thể hoặc đa tinh thể. Các tinh thể silicon được phát triển thành các khối và sau đó cắt thành các tấm mỏng, thường sử dụng cưa dây kim cương, để tạo thành các tế bào riêng lẻ.
Một loại tế bào quang điện ít phổ biến hơn là màng mỏng, được chế tạo bằng nhiều loại vật liệu, một trong số đó là silic vô định hình. Không giống như silic tinh thể, silic vô định hình không có cấu trúc tinh thể thông thường. Thay vào đó, các nguyên tử silicon được sắp xếp ngẫu nhiên. Đối với sản xuất, điều này có nghĩa là silic vô định hình có thể được lắng đọng trên một bề mặt - một quá trình đơn giản và ít tốn kém hơn so với việc trồng và cắt silicon.
Chính nó, silic vô định hình kém hiệu quả hơn trong việc chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng. Tuy nhiên, nó có lợi ích của việc sản xuất ít tốn kém hơn. Chi phí thấp hơn và tính linh hoạt trong các loại vật liệu mà silic vô định hình có thể được ký gửi là một vài lợi thế quan trọng.
Với pin mặt trời dị hợp, một wafer silicon tinh thể thông thường có silicon vô định hình lắng đọng trên bề mặt trước và sau của nó. Điều này dẫn đến một vài lớp năng lượng mặt trời màng mỏng hấp thụ thêm các photon mà nếu không sẽ bị bắt bởi wafer silicon tinh thể ở giữa.
Sơ đồ của một tế bào dị thể
Làm thế nào các tế bào năng lượng mặt trời dị thể tăng hiệu quả
Một pin mặt trời được làm bằng một vật liệu mỏng có thể thu được một phần ánh sáng mặt trời chiếu vào nó. Nó không hoàn toàn mờ đục, mặc dù. Một số ánh sáng mặt trời sẽ đi qua tế bào, và một số cũng sẽ bật ra khỏi bề mặt.
Công nghệ năng lượng mặt trời dị thể tận dụng lợi thế này bằng cách chế tạo một tấm pin mặt trời từ ba lớp vật liệu quang điện khác nhau. Lớp giữa của silicon đơn tinh thể thực hiện hầu hết các công việc biến ánh sáng mặt trời thành điện năng.
Có một lớp silicon màng mỏng vô định hình trên cùng, thu được một số ánh sáng mặt trời trước khi nó chạm vào lớp tinh thể, và nó cũng lấy một số ánh sáng mặt trời phản chiếu các lớp bên dưới. Nó rất mỏng, rất nhiều ánh sáng mặt trời xuyên qua. Nhưng ngay cả như vậy, nó tạo ra đủ điện bổ sung để làm cho chi phí gia tăng đáng giá.
Trên mặt sau của silicon tinh thể là một lớp màng mỏng khác. Nó chụp ánh sáng mặt trời xuyên qua hai lớp đầu tiên. Nếu bảng điều khiển là một thiết kế bằng kính với bảng điều khiển phía sau trong suốt, lớp màng mỏng phía sau này sẽ thêm một lượng điện đáng kể do ánh sáng mặt trời phản chiếu xuống mặt đất.
Bằng cách xây dựng một bảng điều khiển từ một bánh sandwich gồm ba lớp quang điện khác nhau, một bảng điều khiển năng lượng mặt trời dị thể có thể đạt hiệu suất từ 21% trở lên. Điều này có thể so sánh với các bảng sử dụng các công nghệ khác nhau để đạt được hiệu suất cao.
Ưu điểm của năng lượng mặt trời dị
Những ưu điểm chính của pin mặt trời dị hợp so với tế bào silicon tinh thể thông thường là:
Hiệu quả cao hơn
Chi phí thấp hơn tiềm năng so với các công nghệ khác được sử dụng để cải thiện hiệu suất, chẳng hạn như PERC
Hệ số nhiệt độ thấp hơn (hiệu suất được cải thiện ở nhiệt độ cao)
Hiệu quả của các bảng dị năng hiện có trên thị trường dao động từ 19,9% đến 21,7% với các bảng HJT mới nhất từ REC Solar. Mặc dù đây không phải là cao nhất trên thị trường - nhà vô địch hiện tại là các tế bào Maxeon được cung cấp bởi SunPower, đạt hiệu suất cao tới 22,7% - đó là một cải tiến đáng kể so với các tế bào đơn tinh thể thông thường.
Ngoài ra, các công nghệ khác được các nhà sản xuất sử dụng để đạt hiệu quả rất cao có thể tốn kém hơn. Ví dụ, các ô Maxeon của SunPower sử dụng một khối đồng dày ở mặt sau của mỗi ô. Mặc dù phương pháp này giúp các tế bào Maxeon trở thành các tế bào hiệu quả nhất hiện có trên thị trường, nhưng sử dụng nhiều đồng không phải là rẻ.
So sánh, silicon vô định hình là một công nghệ tương đối rẻ. Mặc dù loại năng lượng mặt trời màng mỏng này không hiệu quả bằng silicon tinh thể, nhưng nó được hưởng lợi từ việc sản xuất tương đối đơn giản. Bằng cách yêu cầu ít bước sản xuất hơn các công nghệ khác, bảng điều khiển dị năng có khả năng tiết kiệm chi phí hơn các loại khác.
Cuối cùng, tấm HJT có thể có lợi thế khi có hiệu suất nhiệt độ cao. Các tấm pin mặt trời ít hiệu quả hơn ở nhiệt độ cao. Đây là một hiện tượng nổi tiếng - trên thực tế, hiệu suất nhiệt độ được liệt kê trên bảng dữ liệu của bất kỳ bảng điều khiển năng lượng mặt trời nào. Tìm số liệu hệ số nhiệt độ và xếp hạng công suất PTC, NOCT hoặc CEC .
Tuy nhiên, một ưu điểm của năng lượng mặt trời màng mỏng là nó có hệ số nhiệt độ tốt hơn silicon tinh thể. Điều này có nghĩa là nhiệt độ cao ít ảnh hưởng đến màng mỏng mà silic đơn tinh thể hoặc đa tinh thể thông thường.
Với hai lớp silicon màng mỏng, các tấm dị thể có lợi thế hơn các tấm pin mặt trời thông thường khi duy trì hiệu suất cao khi nhiệt độ tăng.
