Sumber: thesolarnerd.com
Efisiensi panel surya mengacu pada seberapa banyak cahaya yang diubah panel surya menjadi listrik. Semakin tinggi efisiensinya, semakin banyak listrik yang akan Anda dapatkan dari panel untuk jumlah cahaya yang sama. Untuk penyebaran atap dengan ruang terbatas, ini bisa menjadi fitur yang sangat penting.
Efisiensi telah meningkat dengan stabil selama bertahun-tahun karena produsen terus mencari cara untuk memeras lebih banyak listrik dari jumlah yang sama dari sinar matahari. Tetapi ketika batas masing-masing teknologi tercapai, para ilmuwan dan insinyur perlu merogoh kantong mereka untuk menemukan cara-cara baru untuk menjaga efisiensi tumbuh.
Salah satu teknologi terbaru yang menemukan jalannya ke pasar panel surya konsumen adalah sel surya yang beragam fungsi. Sementara Panasonic telah memiliki teknologi ini selama beberapa tahun dengan panel HIT mereka, paten pada teknologi heterojunction berakhir pada 2010, dan lebih banyak produsen mulai menerapkannya dalam produk mereka.
Apa itu heterojunction solar
Sel surya Hetereojunction menggabungkan dua teknologi berbeda menjadi satu sel: sel silikon kristal yang diapit di antara dua lapisan silikon "film tipis" amorf. Digunakan bersama-sama, teknologi ini memungkinkan lebih banyak energi untuk dipanen dibandingkan dengan menggunakan kedua teknologi itu saja.
Jenis panel surya yang paling umum dibuat dengan silikon kristal - baik monokristalin atau polikristalin. Kristal silikon ditanam menjadi blok dan kemudian dipotong menjadi lembaran tipis, sering menggunakan gergaji kawat berlian, untuk membentuk sel-sel individual.
Jenis sel fotovoltaik yang kurang umum adalah film tipis, yang dibuat dengan berbagai bahan, salah satunya adalah silikon amorf. Tidak seperti silikon kristalin, silikon amorf tidak memiliki struktur kristalin biasa. Sebaliknya, atom silikon dipesan secara acak. Untuk pembuatan, ini berarti bahwa silikon amorf dapat diendapkan ke permukaan - proses yang lebih sederhana dan lebih murah daripada menumbuhkan dan memotong crytals silikon.
Dengan sendirinya, silikon amorf kurang efisien dalam mengubah sinar matahari menjadi listrik. Namun, itu memang menguntungkan manufaktur yang lebih murah. Ini biaya yang lebih rendah dan fleksibilitas dalam jenis bahan yang dapat disimpan pada silikon amorf adalah beberapa keuntungan penting.
Dengan sel surya heterojunction, wafer silikon kristal konvensional memiliki silikon amorf yang diendapkan pada permukaan depan dan belakangnya. Ini menghasilkan beberapa lapis surya film tipis yang menyerap foton ekstra yang jika tidak tidak akan ditangkap oleh wafer silikon kristalin tengah.
Diagram sel hetero
Bagaimana heterojunction sel surya meningkatkan efisiensi
Sel surya terbuat dari bahan tipis yang menangkap sebagian kecil dari sinar matahari yang mengenai itu. Tapi itu tidak sepenuhnya buram. Sebagian sinar matahari akan menembus sel, dan sebagian juga akan memantul dari permukaan.
Teknologi surya hetereter mengambil keuntungan dari ini dengan membangun panel surya dari tiga lapisan material fotovoltaik yang berbeda. Lapisan tengah silikon monokristalin melakukan sebagian besar pekerjaan mengubah sinar matahari menjadi listrik.
Ada lapisan atas silikon film tipis amorf yang menangkap sinar matahari sebelum menyentuh lapisan kristal, dan juga mengambil sinar matahari yang memantulkan lapisan di bawahnya. Ini sangat tipis, begitu banyak sinar matahari melewati. Namun demikian, itu menghasilkan listrik tambahan yang cukup untuk membuat biaya tambahan bermanfaat.
Di bagian belakang silikon kristal adalah lapisan film tipis lain. Ini menangkap sinar matahari yang melewati dua lapisan pertama. Jika panel adalah desain kaca-ke-kaca dengan panel belakang transparan, lapisan film tipis belakang ini akan menambah sejumlah besar listrik karena sinar matahari yang terpantul ke tanah.
Dengan membuat panel dari sandwich yang terdiri dari tiga lapisan fotovoltaik yang berbeda, panel surya heterojunction dapat mencapai efisiensi 21% atau lebih tinggi. Ini sebanding dengan panel yang menggunakan teknologi berbeda untuk mencapai kinerja tinggi.
Keuntungan dari solar heterojunction
Keuntungan utama dari sel surya heterojunction dibandingkan sel silikon kristal konvensional adalah:
Efisiensi lebih tinggi
Biaya yang berpotensi lebih rendah dibandingkan dengan teknologi lain yang digunakan untuk meningkatkan kinerja, seperti PERC
Koefisien suhu lebih rendah (peningkatan kinerja dalam suhu tinggi)
Efisiensi panel heterojunction saat ini di pasar berkisar dari 19,9% hingga 21,7% dengan panel HJT terbaru dari REC Solar. Walaupun ini bukan yang tertinggi di pasaran - juara saat ini adalah sel Maxeon yang ditawarkan oleh SunPower, yang mencapai efisiensi 22,7% - ini adalah peningkatan yang signifikan dibandingkan sel monokristalin konvensional.
Selain itu, teknologi lain yang digunakan oleh produsen untuk mencapai efisiensi yang sangat tinggi dapat lebih mahal. Sebagai contoh, sel Maxeon Sunpower menggunakan blok tembaga tebal di bagian belakang setiap sel. Sementara pendekatan ini membantu sel Maxeon menjadi sel paling efisien yang ada di pasaran, menggunakan tembaga sebanyak itu tidak murah.
Sebagai perbandingan, silikon amorf adalah teknologi yang relatif murah. Sementara jenis film tipis surya hampir tidak seefisien silikon kristal, itu manfaat dari pembuatan yang relatif sederhana. Dengan membutuhkan langkah-langkah pembuatan yang lebih sedikit daripada teknologi lain, panel hetero memiliki potensi untuk menjadi lebih hemat biaya dibandingkan jenis lainnya.
Akhirnya, panel HJT mungkin memiliki keunggulan dalam hal kinerja suhu tinggi. Panel surya kurang efektif dalam suhu tinggi. Ini adalah fenomena yang terkenal - bahkan, kinerja suhu terdaftar pada lembar data panel surya apa pun. Cari angka koefisien suhu, dan peringkat daya PTC, NOCT, atau CEC .
Namun, satu keuntungan dari solar film tipis adalah memiliki koefisien suhu yang lebih baik daripada silikon kristal. Ini berarti bahwa suhu tinggi kurang berdampak pada film tipis yang monokristalin konvensional atau silikon polikristalin.
Dengan dua lapisan silikon film tipis, panel heterojunction mendapatkan keuntungan lebih dari panel surya konvensional dalam hal mempertahankan kinerja tinggi saat suhu naik.