출처 : thesolarnerd.com
태양 전지판 효율은 태양 전지판이 전기로 변환되는 빛의 양을 나타냅니다. 효율이 높을수록 동일한 양의 빛에 대해 패널에서 더 많은 전기를 얻을 수 있습니다. 공간이 제한된 옥상 배치의 경우 이것은 매우 중요한 기능이 될 수 있습니다.
제조업체가 동일한 양의 햇빛에서 더 많은 전기를 짜낼 수있는 방법을 계속 찾으면서 효율성은 꾸준히 증가하고 있습니다. 그러나 각 기술의 한계에 도달함에 따라 과학자와 엔지니어는 효율성을 계속 향상시킬 수있는 새로운 방법을 찾기 위해 자신의 기술을 활용해야합니다.
소비자 태양 전지 패널 시장에 진출하고있는 최신 기술 중 하나는 이종 접합 태양 전지입니다. 파나소닉은 HIT 패널을 통해이 기술을 몇 년 동안 보유했지만 이종 접합 기술에 대한 특허는 2010 년에 만료되었으며 더 많은 제조업체들이이 기술을 자사 제품에 배포하기 시작했다.
이종 접합 태양이란?
이종 접합 태양 전지는 두 가지 상이한 기술을 하나의 전지로 결합한다 : 두 층의 비정질 "박막"실리콘 사이에 샌드위치 된 결정질 실리콘 전지. 이러한 기술을 함께 사용하면 두 기술을 단독으로 사용하는 것과 비교하여 더 많은 에너지를 수확 할 수 있습니다.
가장 일반적인 유형의 태양 전지판은 단결정 또는 다결정의 결정질 실리콘으로 만들어집니다. 실리콘 결정은 블록으로 성장한 다음 종종 다이아몬드 와이어 쏘를 사용하여 얇은 시트로 절단되어 개별 셀을 형성합니다.
덜 일반적인 유형의 광전지는 박막이며, 이는 다양한 재료로 만들어지며, 그중 하나는 비정질 실리콘입니다. 결정질 실리콘과 달리, 비정질 실리콘은 규칙적인 결정 구조를 갖지 않습니다. 대신, 실리콘 원자는 무작위로 정렬된다. 제조를 위해, 이것은 비정질 실리콘이 표면에 증착 될 수 있음을 의미합니다-실리콘 크라 이탈을 성장 및 절단하는 것보다 간단하고 저렴한 프로세스입니다.
비정질 실리콘 자체만으로는 햇빛을 전기로 변환하는 데 덜 효율적입니다. 그러나 제조 비용이 저렴하다는 이점이 있습니다. 비정질 실리콘이 증착 될 수있는 재료 유형에서의 이러한 낮은 비용 및 유연성은 몇 가지 중요한 장점이다.
이종 접합 태양 전지를 사용하면, 종래의 결정질 실리콘 웨이퍼는 그 전면 및 후면에 비정질 실리콘이 증착된다. 그 결과, 중간 결정질 실리콘 웨이퍼에 의해 포획되지 않을 여분의 광자를 흡수하는 2 층의 박막 태양 광이 생성된다.
이종 접합 셀의 다이어그램
이종 접합 태양 전지가 효율을 높이는 방법
태양 전지는 태양에 닿는 햇빛의 일부를 포착하는 얇은 재료로 만들어집니다. 그러나 완전히 불투명하지는 않습니다. 일부 햇빛은 세포를 바로 통과하고 일부는 표면에서 튀어 나옵니다.
이종 접합 태양 광 기술은 3 개의 서로 다른 태양 광 재료 층으로 태양 전지판을 구축함으로써이를 활용합니다. 단결정 실리콘의 중간층은 햇빛을 전기로 바꾸는 대부분의 작업을 수행합니다.
결정질 층에 닿기 전에 약간의 햇빛을 포착하는 비정질 박막 실리콘의 최상층이 있으며, 또한 아래 층에서 반사되는 약간의 햇빛을 포착합니다. 매우 얇기 때문에 많은 햇빛이 바로 통과합니다. 그러나 그럼에도 불구하고 추가 비용을 감당하기에 충분한 추가 전기를 생산합니다.
결정질 실리콘의 뒷면에는 또 다른 박막층이 있습니다. 처음 두 레이어를 통과하는 햇빛을 포착합니다. 패널이 투명한 후면 패널이있는 유리 유리 디자인 인 경우이 후면 박막층은지면에서 반사되는 햇빛으로 인해 상당한 양의 전기를 추가합니다.
이종 접합 태양 전지판은 3 개의 서로 다른 광기 전 층의 샌드위치로 패널을 구축함으로써 21 % 이상의 효율에 도달 할 수있다. 이것은 다른 기술을 사용하여 고성능을 달성하는 패널과 비교할 수 있습니다.
이종 접합 태양의 장점
기존의 결정질 실리콘 셀에 비해 이종 접합 태양 전지의 주요 장점은 다음과 같습니다.
더 높은 효율
PERC와 같은 성능 향상에 사용되는 다른 기술에 비해 잠재적으로 저렴한 비용
낮은 온도 계수 (고온에서의 성능 향상)
현재 시장에 나와있는 이종 접합 패널의 효율은 REC Solar의 최신 HJT 패널로 19.9 %에서 21.7 %에 이릅니다. 이것은 시장에서 가장 높지는 않지만 현재 챔피언은 22.7 %의 높은 효율에 도달하는 SunPower가 제공하는 Maxeon 셀입니다. 기존의 단결정 셀보다 크게 개선되었습니다.
또한, 제조업체가 매우 높은 효율에 도달하기 위해 사용하는 다른 기술은 더 많은 비용이들 수 있습니다. 예를 들어, SunPower의 Maxeon 셀은 각 셀의 뒷면에 두꺼운 구리 블록을 사용합니다. 이 접근 방식은 Maxeon 셀이 현재 시장에서 가장 효율적인 셀이되는 데 도움이되지만 그 정도의 구리를 사용하는 것은 저렴하지 않습니다.
이에 비해, 비정질 실리콘은 비교적 저렴한 기술입니다. 이러한 유형의 박막 태양은 결정질 실리콘만큼 효율적이지는 않지만 비교적 간단한 제조로부터 이익을 얻습니다. 이종 접합 패널은 다른 기술보다 제조 단계가 적으므로 다른 유형보다 비용 효율적일 수 있습니다.
마지막으로 HJT 패널은 고온 성능과 관련하여 이점이있을 수 있습니다. 태양열 패널은 고온에서 덜 효과적입니다. 이것은 잘 알려진 현상입니다. 실제로 온도 성능은 모든 태양 전지 패널의 데이터 시트에 나와 있습니다. 온도 계수 수치와 PTC, NOCT 또는 CEC 전력 정격을 찾으십시오 .
그러나 박막 태양의 장점 중 하나는 결정질 실리콘보다 온도 계수가 더 우수하다는 것입니다. 이는 고온이 기존 단결정 또는 다결정 실리콘보다 박막에 미치는 영향이 적다는 것을 의미합니다.
2 층의 박막 실리콘으로 이종 접합 패널은 온도가 상승함에 따라 고성능을 유지할 때 기존 태양 광 패널보다 유리합니다.
