ماهي الخلايا الشمسية الكهروضوئية المصنعة بتقنية التوصيل الغير متجانس Heterojunction Technology (HJT)؟

تمّ إطلاق تقنية التوصيل غير المتجانس للخلايا الشمسية الكهروضوئية HJT لأول مرّة في ثمانينات القرن الماضي من قبل شركة Sanyo اليابانية, ثمّ استحوذت عليها شركة Panasonic في العام 2010, ويمكن اعتبار هذه التقنية هي الوريث المحتمل للخلايا الشمسية الكهروضوئية بتقنيات مختلفة مثل PERC, و PERT و  TOPCON التي كنا قد تعرفنا عليها في مقالات سابقة.

وتتمتّع عملية تصنيع الخلايا الشمسية الكهروضوئية بتقنية HJT بالسهولة والبساطة مقارنةً بعملية تصنيع الخلايا بتقنية PERC كونها تتطلب عدد أقل من مراحل المعالجة للخلية, وبدرجات حرارة أخفض بكثير, وتتميّز عنها ببنية مختلفة تماماً, كما هو واضح في الشكل (1), ومن جهةٍ أخرى تعتبر بنية الخلايا الشمسية الكهروضوئية بتقنية HJT قريبة جداً من بنية الخلايا بتقنيات الـ n-PERC والـ TOPCON, لذلك يمكن للمصانع التي تنتج الخلايا الشمسية الكهروضوئية بتقنيتي n-PERC أو TOPCON أن تنتج الخلايا بتقنية HJT بتعديل بسيط على خطوط الإنتاج دون تكاليف مادية إضافية. وتتميّز هذه التقنية بكفاءة تحويل تصل إلى نسبة أعلى من 23% مقارنة بنسبة 22% في التقنيات الأخرى مثل PERT و PERC و TOPCON.

توضح الصورة الفرق بين تركيبة الخلايا الغير متجانسة مقارنة بالخلايا من تقنية (PERC)

هذا وتعمل الخلايا الشمسية الكهروضوئية بتقنية HJT بكفاءة مرتفعة, نتيجةً لاحتوائها على الخلايا السيليكونية المهدرجة النقية غير المتبلورة وعالية الجودة, والتي يمكن أن تبدي تخميلاً مثالياً لسطحي الرقاقة السيليكونية الأمامي والخلفي, ويبيّن الشكل (1) بنية الخلايا الشمسية الكهروضوئية بتقنية HJT من النوعين n و p.

يحسّن استخدام طبقة التوصيل الشفّافة المصنّعة من انديوم اكسيد القصدير Indium Tin Oxide(ITO) جريان التيار, إضافةً لعملها كطبقة مانعة للانعكاس ماصّة للضوء, ومن ميّزات هذه الطبقة أنّه يمكن تكوينها وتشكيلها من خلال عملية الرش والتوزيع في درجات حرارة منخفضة, وبذلك يمكن تجنّب إعادة تبلور الطبقة السيليكونية غير المتبلورة وبالتالي الحفاظ على كفاءة التخميل في السطح الخلفي للخلية السيليكونية.

ولا تزال عملية تصنيع الخلايا الشمسية الكهروضوئية بهذه التقنية تحت المجهر والمراقبة, كما هو الحال في كل التقنيات الجديدة, نظراً للتحديات التي قد تواجهها كحساسية الخلايا السيليكون غير المتبلورة وعمليات المعالجة المعقدة.

المصدر

PV Solar Cells

فرصة تدريبية في مجال الطاقة الشمسية