خلايا HJT تواصل تحطيم الحواجز: قفزات كبرى في الكفاءة وتحولات صناعية واعدة
في سباق تطوير تقنيات الخلايا الشمسية عالية الكفاءة، تواصل خلايا التقاطع غير المتجانس (HJT) ترسيخ مكانتها كمنافس جاد لتقنيات مثل TOPCon وPERC، مستفيدة من خصائصها الفريدة التي تجمع بين بنية الخلايا التقليدية المعتمدة على السيليكون البلوري الرقيق، وخصائص السيليكون غير المتبلور الرقيقة المتميزة بالتمرير السطحي العالي. ويؤكد أحدث تقرير صادر عن TaiyangNews تحت عنوان “اتجاهات تقنيات الخلايا والوحدات الشمسية 2025“ أن خلايا HJT شهدت مؤخرًا طفرة جديدة على مستوى كفاءة الإنتاج الصناعي، حيث وصلت إلى 26.5% مع نهاية عام 2024.
HJT مزيج فريد من التكنولوجيا يثمر أرقامًا قياسية
تتميز خلايا HJT ببنيتها التي تضم رقاقة سيليكون بلوري بين طبقتين رقيقتين من السيليكون غير المتبلور (a-Si:H) بقطبين متعاكسين، وهي بنية تتيح تحقيق تمرير كهربائي عالٍ، وتقليل إعادة الاتحاد السطحي للإلكترونات، وهو ما ينعكس مباشرة على رفع الكفاءة.
ورغم أن شركة Kaneka اليابانية احتفظت لفترة طويلة بالرقم القياسي لكفاءة الخلايا الشمسية المعتمدة على هيكل HBC (والذي يجمع بين HJT والاتصال الخلفي المتداخل، فقد تمكنت شركة LONGi في نوفمبر 2022 من تسجيل كفاءة قياسية جديدة بلغت 26.81% لبنية HJT فقط، دون استخدام تقنيات الاتصال الخلفي.
أما على مستوى الإنتاج التجاري، فقد تصدرت شركة Huasun المشهد، حيث ارتفعت كفاءتها من 25.5% عام 2023 إلى 26.1% في منتصف 2024، ثم 26.5% مع نهاية العام نفسه. ومع أن هذه الأرقام غالبًا ما تكون لأغراض داخلية، فإن مصادر محايدة مثل CPIA تشير إلى كفاءة متوسطة للصناعة بلغت 25.7% في 2025، مع توقعات بوصولها إلى 26.9% بحلول عام 2030 – متجاوزة بذلك تقنيات مثل TOPCon بنحو 0.3 نقطة مئوية.
معالجات أقل… لكن بتقنيات أكثر تطورًا
رغم أن خلايا HJT تُعرف بتقليل عدد خطوات المعالجة مقارنة بالتقنيات الأخرى، إلا أن التطورات الحديثة في هذا المجال، خاصة على صعيد المواد وعمليات الترسيب، ساهمت في تعزيز الأداء بدرجة كبيرة. تبدأ المعالجة بإزالة الأضرار السطحية من رقائق السيليكون وتخشينها، ثم ترسيب طبقات a-Si:H الداخلية والمشبعة بالشقوق المناسبة، تليها طبقة شفافة موصلة كهربائيًا (TCO) تعمل كطبقة مضادة للانعكاس وناقلة للتيار، ثم يتم طباعة شبكة معدنية على السطح العلوي.
السيليكون المتبلور الدقيق يغير قواعد اللعبة
أحد أهم التطورات الأخيرة يتمثل في التحول من استخدام السيليكون غير المتبلور المشبع (a-Si:H) إلى السيليكون المتبلور الدقيق (μc-Si:H) على كلا جانبي الخلية – وهو ما يُعرف بـ HJT 3.0. هذا التعديل البنيوي يقلل من الفقد الناتج عن الامتصاص الطفيلي للضوء، خصوصًا في الأطوال الموجية القصيرة، كما يعزز من الناقلية الكهربائية ويقلل من المقاومة التسلسلية، مما يرفع “عامل الامتلاء” (Fill Factor) وكفاءة الخلية.
لكن هذا التحول يتطلب معدات ترسيب متطورة وأدوات محسنة مثل تلك التي طورتها شركات مثل Maxwell وتُعد هذه البنية اليوم معيارًا في العديد من خطوط إنتاج HJT الحديثة، إلى جانب اعتماد أغشية تغليف تحويلية ومانعات حافة متقدمة.
مواد TCO عالية الحركة: تحسينات دقيقة تؤدي لفروقات ملموسة
في سعيها لتعزيز أداء خلايا HJT دون المساس بنفاذية الضوء، طورت شركة Risen Energy مواد TCO جديدة ذات حركة حاملة عالية. التحدي الرئيسي هنا هو الموازنة بين الموصلية الكهربائية العالية والشفافية البصرية العالية. فعادةً ما يؤدي رفع تركيز الحاملات إلى تقليل المقاومة، لكنه يزيد من امتصاص الضوء داخل طبقة TCO نفسها، ما يضر بالكفاءة.
ما فعلته Risen هو زيادة حركة الحاملات بنسبة 29.11% دون رفع تركيزها، ما سمح بتقليل المقاومة دون التأثير على مرور الضوء. ونتيجة لذلك، تحسنت كفاءة الخلية المفردة بمقدار 0.02% بشكل مطلق – وهي قيمة تبدو صغيرة لكنها مهمة جدًا عند الحديث عن خلية تقترب من الحد النظري للأداء.
خلايا HJT بين الواقع والطموح
رغم الإنجازات، تبقى خلايا HJT أمام تحديات رئيسية، مثل تقليل التكلفة الرأسمالية المرتفعة لخطوط الإنتاج، وتبني تقنيات منخفضة الحرارة تتيح استخدام رقائق أنحف (Thin Wafers)، مع الحفاظ على معدلات الكفاءة المرتفعة. كما أن المنافسة مع تقنيات أخرى مثل TOPCon وIBC تحتدم في مجالات مثل التوافق مع الإنتاج الضخم وتقنيات التغليف.
مع ذلك، فإن المعطيات الصناعية تشير إلى أن HJT تقترب من أن تصبح خيارًا رائدًا لإنتاج الوحدات الشمسية عالية الأداء، خاصة في التطبيقات التي تتطلب كفاءة عالية، واستقرارًا طويل الأمد، وقدرة أفضل على العمل في ظروف درجات حرارة مرتفعة.
📌 التحميل الكامل للتقرير من هنا TaiyangNews
Cell & Module Technology Trends 2025
