Contenuti:
Cosa sono i pannelli solari HJT?
Quali sono i vantaggi della tecnologia delle celle solari HJT?
Quali sono i vantaggi tecnici di HJT rispetto a PERC e TOPCon?
In quali scenari i pannelli solari HJT sono più adatti?
Cosa sono i pannelli solari HJT?
Il pannello solare a etero-giunzione (HJT), noto anche come pannello solare a etero-giunzione di silicio (SHJ) o a etero-giunzione con strato sottile intrinseco (HIT), è un insieme di celle solari HJT che sfruttano una tecnologia fotovoltaica avanzata. Le celle HJT combinano i vantaggi del silicio cristallino con le tecnologie a film sottile. Queste celle sono costruite sulla base di un substrato di silicio monocristallino di tipo N, con strati di silicio amorfo non drogato (i-a-Si:H) depositati sulla sua superficie. Questa struttura unica migliora le prestazioni e l'efficienza delle celle solari, che vengono poi assemblate in pannelli solari per applicazioni pratiche.
La struttura delle celle HJT comprende in genere i seguenti componenti chiave:
Substrato di silicio monocristallino di tipo N: La base dei pannelli HJT è costituita da wafer di silicio monocristallino di tipo N. Il silicio di tipo N è chiamato così perché la maggioranza dei portatori è costituita da elettroni e offre in genere una mobilità dei portatori più elevata e una minore degradazione indotta dalla luce (LID).
Strato di silicio amorfo intrinseco: Su entrambi i lati del wafer di silicio monocristallino viene depositato uno strato di silicio amorfo non drogato (intrinseco). Questo strato intrinseco agisce come strato di passivazione, riducendo efficacemente i difetti superficiali sul wafer di silicio e minimizzando così la ricombinazione dei portatori di carica.
Strati di silicio amorfo drogato: All'esterno degli strati intrinseci, vengono aggiunti strati di silicio amorfo di tipo P e N. Questi strati sono drogati (con l'aggiunta di tracce di altri elementi) per modificarne la conduttività, formando così una giunzione P-N, fondamentale per la generazione di energia delle celle solari.
Strato di ossido conduttivo trasparente (TCO): La superficie della cella è spesso rivestita con un materiale TCO, come l'ossido di indio-stagno (ITO), per garantire una buona trasmittanza luminosa e una buona conduttività elettrica.
Elettrodi metallici: Per estrarre la corrente dalla cella, vengono aggiunti elettrodi metallici nella parte superiore e inferiore. Questi elettrodi sono in genere progettati per essere molto sottili per ridurre al minimo l'area che blocca la luce solare.
Quali sono i vantaggi della tecnologia delle celle solari HJT?
Celle ad alta efficienza da 210 mm
Utilizzando le celle solari HJT da 210 mm ad alta efficienza, il suo film di ossido conduttivo trasparente (TCO) passiva efficacemente i difetti di interfaccia del silicio cristallino e del silicio amorfo drogato, ottenendo un'efficienza di conversione fotoelettrica del 25%. Le celle solari HJT sono progettate con un numero maggiore di busbar più sottili, che riducono efficacemente l'ombreggiatura causata dalle busbar e accorciano la distanza di trasmissione della corrente. Questo design riduce al minimo la resistenza, aumenta la raccolta di corrente e di conseguenza migliora l'efficienza complessiva della generazione di energia. Inoltre, l'uso di numerose sbarre ultra-fini contribuisce a ridurre le microfessure e le rotture delle sbarre, aumentando così la flessibilità e l'affidabilità delle celle.
Alto tasso bifacciale
Le celle solari HJT presentano un design unico con strutture simmetriche sia sul lato anteriore che su quello posteriore, accoppiate a piastre a maglia. Questa configurazione aumenta in modo significativo le loro capacità di generazione di elettricità bifacciale. In particolare, queste celle raggiungono un'efficienza di generazione di energia superiore al 95% sul lato posteriore, segnando un miglioramento sostanziale nella produzione complessiva di energia.
L'innovativo design trasparente a doppio vetro consente alla luce di penetrare attraverso gli spazi tra le celle solari, migliorando così la generazione di elettricità sul lato posteriore e aumentando il ritorno sull'investimento. Questa caratteristica è particolarmente vantaggiosa per applicazioni come recinzioni, tettoie e pensiline, dove la generazione di energia su due lati è fondamentale.
Rispetto alle tecnologie PERC e TopCon, le celle a etero-giunzione con elevati tassi di bifaccialità possono generare oltre il 30% di energia in più. Questo impressionante miglioramento della produzione di energia rende le celle solari a etero-giunzione particolarmente efficaci per le installazioni in cui entrambi i lati del pannello sono esposti alla luce solare diretta o riflessa, massimizzando lo sfruttamento dell'energia.
Eccellenti prestazioni in condizioni di scarsa luminosità
Le celle HJT integrano film sottili di i-a-SiH tra silicio cristallino e silicio amorfo drogato. Lo strato di silicio amorfo idrogenato non drogato (i-a-Si:H) serve a passivare i difetti presenti sulla superficie del silicio cristallino. Questo processo di passivazione riduce la ricombinazione dei portatori di carica all'interfaccia, con conseguente aumento della tensione a circuito aperto (Voc), che porta a un'elevata tensione a circuito aperto (750mV). Questa elevata Voc facilita l'erogazione di una tensione più elevata anche in condizioni di scarsa illuminazione, consentendo di raggiungere più rapidamente la tensione di avvio dell'inverter e di estendere in modo significativo il periodo di generazione dell'elettricità alle prime ore del mattino e della sera, massimizzando così la resa energetica giornaliera.
Basso coefficiente di temperatura
Nelle condizioni calde e soleggiate tipiche delle estati europee, i pannelli solari a etero-giunzione (HJT) sono la scelta migliore. Il loro basso coefficiente di temperatura, pari a -0,24%/°C, rispetto alle celle PERC e TOPCon, garantisce una produzione di energia stabile ed efficiente, anche a temperature elevate. Questo attributo rende i pannelli solari HJT particolarmente adatti all'uso durante i mesi estivi in Europa, dove la massimizzazione dell'efficienza dell'energia solare è fondamentale. La perdita di potenza ridotta al minimo in ambienti ad alta temperatura ne dimostra la robustezza e l'affidabilità, rendendoli un'opzione preferenziale per i sistemi a energia solare nel variegato clima estivo europeo. Per saperne di più sul coefficiente di temperatura dei pannelli solari, cliccate sul pulsante qui sotto per leggere l'articolo!
Bassa degradazione
Le celle HJT eliminano la possibilità di problemi elettronici sulla superficie della cella, prevenendo gli effetti di degrado indotto dalla luce (LID) e di degrado indotto da luce e temperatura elevata (LeTID). Lo strato di film TCO, dotato di proprietà conduttive, impedisce la generazione di polarizzazione superficiale, mitigando strutturalmente il rischio di decadimento indotto dal potenziale (PID).
La capacità di generazione di energia dei moduli a etero-giunzione non subirà un decadimento superiore al 12,6% nell'arco di 30 anni, garantendo una generazione di energia stabile per tutto il ciclo di vita dei pannelli solari HJT.
Nero completo senza differenze di colore
Grazie alle caratteristiche della tecnologia delle celle HJT, la coerenza del colore tra la parte anteriore e quella posteriore dei pannelli solari HJT viene mantenuta senza alcuna differenza, creando un effetto visivamente accattivante e coordinato, affermandosi come la scelta preferita per i pannelli solari full black e anche come la scelta migliore per i tetti di colore scuro in Europa.
Alta affidabilità
Il pannello solare HJT è dotato di vetro bifacciale resistente agli agenti atmosferici, alla corrosione e all'usura e di incapsulamento POE, che offre una garanzia di 30 anni sia sul prodotto che sulle prestazioni. Il processo a bassa temperatura e la tecnologia delle celle solari non tagliate rendono le celle meno danneggiate, altamente flessibili, con meno microfratture e facili da trasportare e installare.
Quali sono i vantaggi tecnici di HJT rispetto a PERC e TOPCon?
Confrontando la tecnologia a etero-giunzione (HJT), il contatto passivato a ossido tunnel (TOPCon) e la cella posteriore a emettitore passivato (PERC) con vari parametri tecnici, i dati seguenti evidenziano i vantaggi della HJT:
In termini di bifaccialità, i pannelli solari HJT sono in testa con un'efficienza del 95%, superando TOPCon con l'85% e PERC con il 70%. Questa maggiore bifaccialità indica un assorbimento superiore della luce solare sia dal lato anteriore che da quello posteriore, massimizzando la cattura di energia complessiva.
L'efficienza della generazione di energia è un'altra area in cui HJT eccelle, vantando un'efficienza del 22,87% rispetto a TOPCon (22,28%) e PERC (21,2%). Questa maggiore efficienza sottolinea la capacità superiore di HJT di convertire la luce solare in elettricità, con conseguente miglioramento delle prestazioni complessive.
I pannelli solari HJT mostrano un minore degrado di potenza nel primo anno, pari all'1%, superando TOPCon con l'1,5% e PERC con il 2%. Ciò suggerisce che la tecnologia HJT offre una migliore stabilità iniziale nella produzione di energia.
Inoltre, a partire dal secondo anno, i pannelli solari HJT mostrano un degrado medio annuo della potenza dello 0,35%, dimostrando una stabilità a lungo termine superiore rispetto a TOPCon (0,4%) e PERC (0,45%).
In termini di coefficiente di temperatura, i pannelli solari HJT si distinguono per un valore inferiore di -0,243%/°C, indicando una minore sensibilità alle variazioni di temperatura rispetto a TOPCon (-0,32%/°C) e PERC (-0,35%/°C). Questa caratteristica contribuisce alla produzione di energia costante e affidabile dei pannelli solari HJT in diverse condizioni ambientali.
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In quali scenari sono più adatti i pannelli solari HJT?
I pannelli solari a etero-giunzione (HJT) sono molto adatti a vari scenari, tra cui, ma non solo, il fotovoltaico agricolo, il fotovoltaico per auto, il fotovoltaico su tetto e varie altre applicazioni.
Fotovoltaico agricolo: i pannelli solari HJT sono particolarmente adatti agli scenari del fotovoltaico agricolo, in quanto presentano un'elevata efficienza bifacciale e prestazioni eccezionali in condizioni di scarsa illuminazione. Ciò consente ai pannelli di mantenere un'efficiente produzione di elettricità in condizioni climatiche e di illuminazione variabili. La loro caratteristica di coefficiente a bassa temperatura significa che anche in ambienti ad alta temperatura, come quelli che si trovano nelle regioni agricole durante il giorno, i pannelli solari HJT possono ridurre al minimo le perdite di rendimento. Inoltre, la resistenza dei pannelli agli effetti PID e LID garantisce stabilità e affidabilità a lungo termine, rendendoli la scelta ideale per le applicazioni agricole con esigenze di produzione di elettricità prolungate. Inoltre, possono integrarsi perfettamente nelle infrastrutture agricole, come la sommità delle serre e dei capannoni agricoli, fornendo ombra e raggiungendo il duplice obiettivo della produzione agricola e dell'energia pulita.
Fotovoltaico per carport: i pannelli solari HJT eccellono anche nelle applicazioni fotovoltaiche per carport, grazie soprattutto all'eccellente efficienza bifacciale e alle prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione. In ambienti come le pensiline, i pannelli solari sono spesso soggetti all'ombreggiamento da parte delle strutture circostanti, ma i pannelli HJT sono in grado di catturare e convertire efficacemente la luce solare, mantenendo una buona efficienza di produzione di elettricità anche in condizioni di ombreggiamento parziale. L'utilizzo efficiente della luce diffusa e riflessa da parte dei pannelli HJT consente loro di mantenere prestazioni di generazione elettrica eccellenti in condizioni di illuminazione variabile in ambienti urbani, come le pensiline. Queste caratteristiche rendono i pannelli solari HJT la scelta ideale per sfruttare appieno le risorse solari in ambienti urbani come le pensiline.
Fotovoltaico su tetto: Il fotovoltaico su tetto richiede efficienza di spazio e prestazioni a lungo termine e le caratteristiche di durata, alta efficienza e minimo degrado dei pannelli solari HJT li rendono la scelta ideale per queste applicazioni. Resistono a varie pressioni ambientali, tra cui l'umidità e l'esposizione ai raggi UV, rendendoli adatti a regioni con condizioni climatiche fluttuanti.
Regioni con alte temperature estive, come l'Europa meridionale: i pannelli solari HJT presentano eccellenti coefficienti di temperatura (circa -0,24%/°C), il che significa che la perdita di efficienza in condizioni di caldo è minore rispetto ai pannelli fotovoltaici tradizionali. Questo li rende particolarmente adatti agli ambienti ad alta temperatura.
Regioni con scarse condizioni di illuminazione, come il Nord Europa: i pannelli solari HJT sono rinomati per le loro eccezionali prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione, anche nelle giornate di cielo coperto o nelle prime ore del mattino e nel tardo pomeriggio. Ciò è dovuto all'elevata tensione a circuito aperto e all'efficace capacità di assorbimento della luce. Inoltre, la natura duale della generazione di elettricità dei pannelli solari HJT li rende particolarmente utili negli ambienti innevati in Europa, utilizzando la luce riflessa dal terreno.
Nel complesso, i pannelli solari HJT sono adatti a una varietà di scenari, soddisfacendo i requisiti specifici per l'agricoltura, i carport, i tetti e i diversi ambienti climatici e geografici. Rappresentano una soluzione energetica versatile e robusta.
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