در فناوری HJT، ترکیب لایههای سیلیکونی کریستالی و آمورف، ساختاری منحصر به فرد ایجاد میکند که ضمن بهبود گذردهی نور و کاهش تلفات سطحی، عملکرد سلول را در دماهای بالا پایدارتر میسازد. این ویژگی، فناوری HJT را به گزینهای ایدهآل برای اقلیمهای گرم و پرتابش تبدیل کرده است.
پنلهای خورشیدی مبتنی بر فناوری HJT (Heterojunction with Intrinsic Thin layer)، از ترکیب هوشمندانه دو نوع سیلیکون بهره میبرند: لایههای سیلیکون بلورین (crystalline) در مرکز و لایههای سیلیکون آمورف (amorphous) در دو طرف آن است. این ساختار سهلایهای باعث میشود پنلهای HJT از مزایای هر دو نوع فناوری بهرهمند شوند؛ یعنی راندمان بالا، کاهش تلفات ناشی از بازترکیب بارهای الکتریکی و تحمل بهتر در برابر دمای محیط را فراهم میکنند.
در این ساختار، سیلیکون آمورف بهعنوان لایهای نازک عمل میکند که مانع از بازترکیب الکترونها در سطح پنل شده و به این ترتیب عملکرد آن را به شکل قابلتوجهی افزایش میدهد. همچنین اتصال هتروجانکشن، به خاطر ماهیت ناهمگن بین دو ماده نیمهرسانا، یک سد پتانسیل ایجاد میکند که نقش فیلتر انرژی را ایفا کرده و جریان بار را بهینهسازی مینماید.
فناوری HJT با ترکیب سیلیکون مونوکریستال و لایههای نازک آمورف، راندمان تبدیل انرژی بالایی را فراهم میکند که بدون نیاز به افزایش سطح نصب، بهرهوری سیستم را به طور چشمگیری افزایش میدهد. علاوه بر این، ویژگیهای منحصر به فردی مانند افت راندمان کمتر در دماهای بالا، عملکرد پایدار در نور غیرمستقیم و سایه، مقاومت محیطی بالا و قابلیت دوطرفه بودن، این فناوری را به گزینهای برتر در بازارهای داخلی و جهانی تبدیل کرده است.
ترکیب سیلیکون مونوکریستال و لایههای نازک سیلیکون آمورف در فناوری HJT منجر به کاهش بازترکیب حاملهای بار و افزایش بازده کوانتومی میشود. این فناوری راندمان ماژول را تا سطح صنعتی ۲۲ تا ۲۴ درصد و در حالت آزمایشگاهی تا بیش از ۲۴ درصد میرساند. در مقایسه، پنلهای PERC معمولاً در محدوده ۱۹ تا ۲۱ درصد عمل میکنند.
یکی از ویژگیهای متمایز HJT ضریب دمایی پایین آن است (حدود ۰.۲۵%- تا ۰.۲۶%- در هر درجه سلسیوس) که به کاهش افت راندمان در دماهای بالا کمک میکند. این ویژگی در اقلیمهایی با تابش زیاد مانند مناطق مرکزی ایران اهمیت مضاعف دارد. در مقایسه، فناوریهای معمولی مانند PERC دارای ضریب دمایی حدود ۰.۳۵%- هستند.
به دلیل معماری متقارن و شفافیت لایهها، پنلهای HJT توانایی جذب بهتر نور در زوایای مختلف و شرایط کمنور را دارند. این ویژگی باعث کاهش تلفات انرژی ناشی از سایههای جزئی یا تابش پراکنده میشود؛ بنابراین عملکرد آنها در محیطهای شهری یا نیمهابری نسبت به پنلهای معمول پایدارتر است.
فناوری HJT با استفاده از ساختار ناهمگون و لایههای محافظ از نوع سیلیکون آمورف، مقاومت پنل را در برابر رطوبت، خوردگی، تابش UV و استرسهای مکانیکی افزایش میدهد. این لایهها مانند یک مانع طبیعی از نفوذ عوامل مخرب محیطی جلوگیری میکنند. در نتیجه، پنلها قابلیت حفظ عملکرد بالاتر از ۹۰ درصد را حتی پس از ۳۰ سال دارند.
پنلهای HJT ذاتاً برای عملکرد دوطرفه طراحی شدهاند و میتوانند نور بازتابشده از سطح زمین یا سازههای مجاور را نیز جذب کنند. این ویژگی میتواند تولید انرژی را بین ۱۰ تا ۲۰ درصد افزایش دهد، به ویژه در سطوحی با ضریب بازتاب نور (آلبدو) بالا مانند شن سفید، نمکزار یا سطوح سفیدرنگ. عملکرد دوطرفه در سیستمهای ردیاب نیز به حداکثر میرسد.
فناوری HJT با وجود مزایای فنی و اقتصادی فراوان، با چالشهای جدی در زمینه سرمایهگذاری اولیه، پیچیدگیهای تولید، نیاز به دانش تخصصی، محدودیتهای تأمین تجهیزات و مسائل لجستیکی تأمین مواد اولیه مواجه است. برای رسیدن به توسعه پایدار و بهرهبرداری موثر، توجه ویژه به این موانع و تقویت زیرساختهای مرتبط ضروری است.
تولید پنلهای HJT مستلزم استفاده از تجهیزات پیشرفته مانند PECVD برای لایهنشانی سیلیکون آمورف، دستگاههای اسپاترینگ برای پوششهای TCO و فرایندهای پیچیده اتوماسیون صنعتی است. این تجهیزات نه تنها بسیار پرهزینه هستند، بلکه نگهداری و کالیبراسیون دقیق آنها نیز هزینهبر است. در نتیجه، هزینه سرمایهگذاری اولیه (CAPEX) این فناوری به مراتب بالاتر از فناوریهای متداول مانند PERC یا TOPCon است.
فناوری HJT به دلیل ماهیت لایهنشانی دقیق و استفاده از ساختار ناهمگون نیازمند اپراتورها، مهندسان و تکنسینهایی با دانش تخصصی در حوزه فیزیک نیمهرسانا و فرآیندهای خلأ است. راهاندازی و بهرهبرداری از خطوط تولید بدون نیروی انسانی متخصص میتواند منجر به نرخ تولید معیوب بالا و کاهش راندمان شود؛ بنابراین توسعه این فناوری نیازمند سرمایهگذاری جدی در آموزش و انتقال دانش فنی است.
در حال حاضر بخش عمدهای از تجهیزات کلیدی مورد نیاز برای تولید HJT از کشورهای آسیای شرقی و اروپایی وارد میشود. به دلیل تحریمهای بینالمللی و محدودیتهای ارزی، تأمین این تجهیزات با چالشهای فراوانی مواجه است. این وابستگی میتواند موجب تاخیر در راهاندازی خطوط تولید، افزایش هزینه نهایی محصول و تضعیف پایداری زنجیره تامین شود.
برای تولید موفق پنلهای HJT، استفاده از ویفرهای سیلیکون بسیار خالص، شیشههای ضد انعکاس با کیفیت اپتیکی بالا، و پوششهای TCO یکنواخت ضروری است. در حال حاضر، تأمین پایدار این مواد با کیفیت جهانی در داخل کشور دشوار بوده و وابسته به واردات است. هرگونه افت در کیفیت مواد اولیه میتواند مستقیماً موجب کاهش راندمان و عمر پنل شود.
با ورود تدریجی فناوری HJT به خطوط تولید برخی واحدهای صنعتی پیشرفته در کشور، پایههای توسعه داخلی این فناوری پیچیده نیمهرسانا شکل گرفته است. هرچند سهم بازار داخلی HJT هنوز محدود است، اما سرمایهگذاریهای هدفمند در تجهیزات کلیدی مانند PECVD و فرایندهای کنترل کیفی، نویدبخش آغاز فاز رشد و بلوغ فناوری در کشور است.
از منظر بازار، بازده بالای تبدیل انرژی و کاهش فضای نصب مورد نیاز، فناوری HJT را به گزینهای استراتژیک برای صادرات تبدیل کرده است. با ادامه حمایتهای سیاستگذاری و تقویت زیرساختهای فناورانه، کشور میتواند به یکی از بازیگران کلیدی زنجیره تأمین جهانی سلولها و ماژولهای HJT تبدیل شده و جایگاه خود را در بازارهای بینالمللی تثبیت کند.
فناوری HJT با تلفیق ساختار ناهمگون سیلیکون بلورین و آمورف، امکان دستیابی به راندمانهای بالاتر و پایداری بیشتر در شرایط محیطی مختلف را فراهم میکند. مزایایی همچون کاهش افت راندمان در دماهای بالا، قابلیت عملکرد دوطرفه و دوام طولانیمدت، این فناوری را به گزینهای برجسته در بازار جهانی تبدیل کرده است.
هرچند چالشهایی از جمله هزینههای سرمایهگذاری بالا، نیاز به دانش فنی تخصصی و محدودیتهای تأمین تجهیزات بومی وجود دارد، اما با توسعه زیرساختهای فناورانه و سیاستهای حمایتی هدفمند، ظرفیت تولید داخلی کشور برای فناوری HJT در حال گسترش است و چشمانداز روشنی در مسیر تجاریسازی و صادرات پیش روی آن قرار دارد.
ارسال نظر
آموزش خورشیدی