Kilde: thesolarnerd.com
Solpaneleffektivitet refererer til, hvor meget lys et solcellepanel konverterer til elektricitet. Jo højere effektivitet, jo mere strøm får du fra panelet for den samme mængde lys. For en installation på taget med begrænset plads kan dette være en meget vigtig funktion.
Effektiviteten er steget støt gennem årene, da producenterne fortsat finder måder at presse mere elektricitet ud af den samme mængde sollys. Men når grænserne for hver teknologi er nået, er forskere og ingeniører nødt til at stikke i deres pose med tricks for at finde nye måder, hvorpå effektiviteten vokser.
En af de nyeste teknologier, der finder vej til markedet for solcellepaneler er heterojunction solceller. Mens Panasonic har haft denne teknologi i et par år med deres HIT-paneler, udløb patenterne på heterojunction-teknologi i 2010, og flere producenter begynder at implementere den i deres produkter.
Hvad er heterojunktions sol
Hetereojunction solceller kombinerer to forskellige teknologier i en celle: en krystallinsk siliciumcelle klemt mellem to lag af amorf "tynd film" silicium. Brugt sammen giver disse teknologier høst af mere energi sammenlignet med at bruge begge teknologier alene.
Den mest almindelige type solpaneler er fremstillet med krystallinsk silicium - enten monokrystallinsk eller polykrystallinsk. Siliciumkrystallerne dyrkes til blokke og skæres derefter i tynde lag, ofte ved hjælp af en diamanttrådsag, til dannelse af individuelle celler.
En mindre almindelig type fotovoltaisk celle er tynd film, der er lavet med en række forskellige materialer, hvoraf den ene er amorf silicium. I modsætning til krystallinsk silicium har amorf silicium ikke en regelmæssig krystallinsk struktur. I stedet bestilles siliciumatomer tilfældigt. Til fremstilling betyder det, at amorf silicium kan deponeres på en overflade - en enklere og billigere proces end dyrkning og skæring af siliciumkrytter.
I sig selv er amorf silicium mindre effektiv til at konvertere sollys til elektricitet. Imidlertid har den fordelen ved billigere fremstilling. Denne lavere omkostning og fleksibilitet i den type materialer, som amorf silicium kan deponeres på, er et par vigtige fordele.
Med heterojunction-solceller har en konventionel krystallinsk siliciumskive amorf silicium afsat på dens for- og bagflader. Dette resulterer i et par lag med tyndfilmsol, der absorberer ekstra fotoner, som ellers ikke ville blive fanget af det midterste krystallinske siliciumskive.
Diagram over en heterojunktionscelle
Hvordan heterojunction solceller øger effektiviteten
En solcelle er lavet af et tyndt materiale, der fanger en brøkdel af sollys, der rammer den. Det er dog ikke helt uigennemsigtig. Noget sollys passerer lige gennem cellen, og nogle spretter også fra overfladen.
Heterojunction solteknologi drager fordel af dette ved at opbygge et solcellepanel af tre forskellige lag fotovoltaisk materiale. Det midterste lag af monokrystallinsk silicium udfører det meste af arbejdet med at omdanne sollys til elektricitet.
Der er et øverste lag af amorf tyndfilmsilicium, der fanger noget sollys, inden det rammer det krystallinske lag, og det griber også noget sollys, der reflekterer fra lagene nedenfor. Det er meget tyndt, så meget af sollyset passerer lige igennem. Men alligevel genererer det nok ekstra elektricitet til at gøre de ekstra omkostninger værd.
På bagsiden af det krystallinske silicium er et andet tyndfilmlag. Det fanger sollys, der passerer gennem de to første lag. Hvis panelet er et glas-på-glas-design med et gennemsigtigt bagpanel, tilføjer dette bagerste tyndfilmlag en betydelig mængde elektricitet på grund af sollys, der reflekteres fra jorden.
Ved at bygge et panel ud af en sandwich med tre forskellige fotovoltaiske lag, kan et heterojunction-solcellepanel nå en effektivitet på 21% eller højere. Dette kan sammenlignes med paneler, der bruger forskellige teknologier for at opnå høj ydelse.
Fordele ved heterojunktionssol
De største fordele ved heterojunktions-solceller i forhold til konventionelle krystallinske siliciumceller er:
Højere effektivitet
Potentielt lavere omkostninger sammenlignet med andre teknologier, der bruges til at forbedre ydelsen, såsom PERC
Lavere temperaturskoefficient (forbedret ydelse i høje temperaturer)
Effektiviteten af heterojunction-paneler, der i øjeblikket findes på markedet, spænder fra 19,9% op til 21,7% med de nyeste HJT-paneler fra REC Solar. Selvom dette ikke er det højeste på markedet - den aktuelle mester er Maxeon-cellerne, der tilbydes af SunPower, som når op til 22,7% effektivitet - men det er en betydelig forbedring i forhold til konventionelle monokrystallinske celler.
Derudover kan de andre teknologier, som fabrikanterne bruger til at nå meget høj effektivitet, være mere kostbare. For eksempel bruger SunPowers Maxeon-celler en tyk kobberblok på bagsiden af hver celle. Selvom denne tilgang hjælper Maxeon-celler til at være de mest effektive celler, der i øjeblikket findes på markedet, er det ikke billigt at bruge så meget kobber.
Til sammenligning er amorf silicium en relativt billig teknologi. Selvom denne type tyndfilmsol ikke er så effektiv som krystallinsk silicium, drager den fordel af relativt enkel produktion. Ved at kræve færre produktionstrin end andre teknologier har heterojunction paneler potentialet til at være omkostningseffektive end andre typer.
Endelig kan HJT-paneler have en fordel, når det kommer til høj temperaturydelse. Solpaneler er mindre effektive ved høje temperaturer. Dette er et velkendt fænomen - faktisk er temperaturydelsen opført på databladet for ethvert solcellepanel. Se efter temperaturkoefficienttal og PTC-, NOCT- eller CEC-effektvurderinger .
En fordel ved tyndfilmsolar er imidlertid, at det har en bedre temperaturkoefficient end krystallinsk silicium. Dette betyder, at høje temperaturer har mindre indflydelse på tyndfilm end konventionel monokrystallinsk eller polykrystallinsk silicium.
Med to lag tyndfilmsilicium får heterojunction-paneler en fordel i forhold til konventionelle solcellepaneler, når det kommer til at opretholde høj ydeevne, når temperaturen stiger.
