Contenu :
- Quels sont les panneaux solaires HJT ?
- Quels sont les avantages de la technologie des cellules solaires HJT ?
- Quels sont les avantages techniques des panneaux solaires HJT par rapport à PERC et TOPCon ?
- Dans quels scénarios les panneaux solaires HJT sont-ils plus adaptés ?
Quels sont les panneaux solaires HJT ?
Les panneaux solaires à hétérojonction (HJT), également connus sous le nom de jonctions hétérojonction au silicium (SHJ) ou panneaux solaires à jonction hétérojonction avec couche mince intrinsèque (HIT), sont une collection de cellules solaires HJT qui exploitent une technologie photovoltaïque avancée. Les cellules HJT combinent les avantages du silicium cristallin avec les technologies à couche mince. Ces cellules sont construites sur la base d'un substrat en silicium monocristallin de type N, avec des couches de silicium amorphe non dopé (i-a-Si:H) déposées sur sa surface. Cette structure unique améliore les performances et l'efficacité des cellules solaires, qui sont ensuite assemblées en panneaux solaires pour des applications pratiques.
La structure des cellules HJT comprend généralement les composants clés suivants :
Substrat en silicium monocristallin de type N : La base des panneaux HJT est une plaquette de silicium monocristallin de type N. Le silicium de type N tire son nom de ses porteurs majoritaires, les électrons, et offre généralement une mobilité des porteurs plus élevée et une dégradation induite par la lumière (LID) plus faible.
Couche de silicium amorphe intrinsèque : Des deux côtés de la plaquette de silicium monocristallin, une couche de silicium amorphe non dopé (intrinsèque) est déposée. Cette couche intrinsèque sert de couche de passivation, réduisant efficacement les défauts de surface sur la plaquette de silicium et minimisant ainsi la recombinaison des porteurs de charge.
Couches de silicium amorphe dopé : À l'extérieur des couches intrinsèques, des couches de silicium amorphe de type P et N sont ajoutées. Ces couches sont dopées (ajout de petites quantités d'autres éléments) pour changer leur conductivité, formant ainsi une jonction P-N, essentielle à la génération d'énergie des cellules solaires.
Couche de matériau conducteur transparent (TCO) : La surface de la cellule est souvent revêtue d'un matériau TCO, comme l'oxyde d'indium et d'étain (ITO), pour assurer une bonne transmittance de la lumière et une conductivité électrique.
Électrodes métalliques : Pour extraire le courant de la cellule, des électrodes métalliques sont ajoutées sur le dessus et le dessous. Ces électrodes sont généralement conçues pour être très minces afin de minimiser la surface qui bloque la lumière.
Quels sont les avantages de la technologie des cellules solaires HJT ?
Cellules haute efficacité de 210 mm
En utilisant des cellules solaires HJT de 210 mm avec une haute efficacité, le film conducteur transparent (TCO) passivise efficacement les défauts d'interface du silicium cristallin et du silicium amorphe dopé, résultant en un rendement de conversion photoélectrique de 25 %. Les cellules solaires HJT sont conçues avec un nombre accru de barres omnibus plus fines, ce qui réduit efficacement l'ombrage causé par les barres omnibus et raccourcit la distance pour la transmission du courant. Cette conception minimise la résistance, améliore la collecte du courant et, par conséquent, améliore l'efficacité globale de la production d'énergie. De plus, l'utilisation de nombreuses barres omnibus ultra-fines contribue à la réduction des microfissures et de la casse des barres omnibus, augmentant ainsi la flexibilité et la fiabilité des cellules.
Taux bifacial élevé
Les cellules solaires HJT présentent une conception unique avec des structures symétriques des deux côtés, associées à des plaques en treillis. Cette configuration améliore significativement leurs capacités de génération d'électricité bifaciale. De manière remarquable, ces cellules atteignent une efficacité de génération de puissance de plus de 95 % du côté arrière, marquant une amélioration substantielle de la production d'énergie globale. La conception innovante de double vitrage transparent favorise la pénétration de la lumière à travers les espaces entre les cellules solaires, améliorant ainsi la génération d'électricité du côté arrière et augmentant le retour sur investissement. Cette caractéristique est particulièrement bénéfique pour des applications telles que les clôtures, les abris pour voitures et les auvents, où la génération d'électricité des deux côtés du panneau est cruciale.
Comparées aux technologies PERC et TopCon, les cellules hétérojonction avec des taux bifaciaux élevés peuvent générer plus de 30 % d'énergie supplémentaire. Cette amélioration impressionnante de la production d'énergie rend les cellules solaires hétérojonction particulièrement efficaces pour les installations où les deux côtés du panneau sont exposés à la lumière directe ou réfléchie, maximisant la capture d'énergie.
Excellente performance en faible luminosité
Les cellules HJT intègrent des films minces i-a-SiH entre le silicium cristallin et le silicium amorphe dopé. La couche de silicium amorphe non dopé (i-a-Si:H) sert à la passivation des défauts présents à la surface du silicium cristallin. Ce processus de passivation réduit la recombinaison des porteurs de charge à l'interface, résultant en une tension de circuit ouvert (Voc) accrue, conduisant à une haute tension de circuit ouvert (750 mV). Cette Voc élevée facilite une sortie de tension plus élevée même dans des conditions de faible luminosité, atteignant plus rapidement la tension de démarrage de l'onduleur et prolongeant significativement la période de génération d'électricité aux premières heures du matin et en fin de journée, maximisant ainsi le rendement énergétique quotidien.
Faible coefficient de température
Dans les conditions chaudes et ensoleillées typiques des étés européens, les panneaux solaires à hétérojonction (HJT) se distinguent comme le choix supérieur. Leur faible coefficient de température de -0,24 %/°C, comparé aux cellules PERC et TOPCon, garantit une génération de puissance stable et efficace, même à des températures élevées. Cette caractéristique rend les panneaux solaires HJT particulièrement adaptés à une utilisation pendant les mois d'été en Europe, où maximiser l'efficacité de l'énergie solaire est crucial. La perte de puissance minimisée dans des environnements à haute température démontre leur robustesse et leur fiabilité, les positionnant comme une option préférée pour les systèmes d'énergie solaire dans les conditions météorologiques estivales variées de l'Europe. Pour en savoir plus sur le coefficient de température des panneaux solaires, cliquez sur le bouton ci-dessous pour lire l'article !
Faible dégradation
Les cellules HJT éliminent la possibilité de problèmes électroniques à la surface de la cellule, prévenant les effets de dégradation dus à la lumière (LID) et à la dégradation induite par la lumière et la température élevée (LeTID). La couche de film TCO, dotée de propriétés conductrices, empêche la génération de polarisation de surface, atténuant structurellement le risque de dégradation due à une polarisation induite par le potentiel (PID). La capacité de génération de puissance des modules hétérojonction connaîtra une dégradation de 12,6 % au maximum sur 30 ans, assurant une génération de puissance stable tout au long du cycle de vie des panneaux solaires HJT.
Entièrement noir sans différence de couleur
En raison des caractéristiques de la technologie des cellules HJT, la cohérence des couleurs entre l'avant et l'arrière des panneaux solaires HJT est maintenue sans aucune différence, créant un effet visuellement attrayant et coordonné, les établissant comme le choix préféré pour les panneaux solaires entièrement noirs et également comme le meilleur choix pour les toits de couleur sombre en Europe.
Haute fiabilité
Le panneau solaire HJT est équipé de verre double face résistant aux intempéries, à la corrosion et à l'usure, et d'une encapsulation en POE, offrant une garantie de 30 ans pour le produit et les performances. Le processus à basse température et la technologie des cellules solaires non coupées rendent les cellules moins endommagées, hautement flexibles, avec moins de microfissures et faciles à transporter et à installer.
Quels sont les avantages techniques des cellules solaires HJT par rapport à PERC et TOPCon ?
Lors de la comparaison des panneaux solaires à hétérojonction (HJT), des panneaux solaires à contact passivé par oxyde tunnel (TOPCon) et des cellules arrière émettrices passivées (PERC) sur divers paramètres techniques, les données suivantes mettent en évidence les avantages de HJT :
En termes de bifacialité, les panneaux solaires HJT mènent avec une efficacité de 95 %, surpassant TOPCon à 85 % et PERC à 70 %. Cette bifacialité plus élevée indique une absorption supérieure de la lumière du soleil des deux côtés, maximisant la capture d'énergie globale.
L'efficacité de génération de puissance est un autre domaine où HJT excelle, avec une efficacité de 22,87 % par rapport à TOPCon à 22,28 % et PERC à 21,2 %. Cette efficacité plus élevée souligne la capacité supérieure de HJT à convertir la lumière du soleil en électricité, résultant en une performance globale améliorée.
Les panneaux solaires HJT présentent une dégradation de puissance inférieure la première année à 1 %, surpassant TOPCon à 1,5 % et PERC à 2 %. Cela suggère que la technologie HJT offre une meilleure stabilité initiale de la production d'énergie.
De plus, à partir de la deuxième année, les panneaux solaires HJT présentent une dégradation annuelle moyenne de la puissance de 0,35%, démontrant une stabilité à long terme supérieure par rapport à TOPCon (0,4%) et PERC (0,45%).
En termes de coefficient de température, les panneaux solaires HJT se distinguent avec une valeur inférieure de -0,243%/°C, indiquant une sensibilité réduite aux variations de température par rapport à TOPCon (-0,32%/°C) et PERC (-0,35%/°C). Cette caractéristique contribue à la génération d'énergie cohérente et fiable des panneaux solaires HJT dans des conditions environnementales diverses.
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Dans quels scénarios les panneaux solaires HJT sont-ils plus adaptés ?
Les panneaux solaires à hétérojonction (HJT) sont particulièrement adaptés à divers scénarios, notamment l'agriculture photovoltaïque, les carports photovoltaïques, les toits photovoltaïques et diverses autres applications.
Agriculture photovoltaïque : Les panneaux solaires HJT sont particulièrement adaptés aux scénarios agricoles photovoltaïques, présentant une efficacité bifaciale élevée et des performances exceptionnelles dans des conditions de faible luminosité. Cela permet aux panneaux de maintenir une génération efficace d'électricité dans des conditions météorologiques et d'éclairage changeantes. Leur faible coefficient de température signifie que même dans des environnements à haute température rencontrés dans les régions agricoles pendant la journée, les panneaux solaires HJT peuvent minimiser les pertes de performance. De plus, la résistance des panneaux aux effets PID et LID garantit une stabilité et une fiabilité à long terme, en en faisant un choix idéal pour les applications agricoles nécessitant une génération d'électricité soutenue. De plus, ils peuvent s'intégrer parfaitement dans l'infrastructure agricole, tels que les dessus de serres et les hangars agricoles, fournissant de l'ombre et atteignant les objectifs doubles de production agricole et d'énergie propre.
Carports photovoltaïques : Les panneaux solaires HJT excellent également dans les applications de carports photovoltaïques, bénéficiant principalement de leur excellente efficacité bifaciale et de leur performance par faible luminosité. Dans des environnements tels que les carports, les panneaux solaires sont souvent soumis à l'ombrage des structures environnantes, mais les panneaux HJT peuvent capturer et convertir efficacement la lumière du soleil, maintenant une bonne efficacité de génération d'électricité même dans des conditions d'ombrage partiel. L'utilisation efficace de la lumière dispersée et réfléchie par les panneaux HJT leur permet de maintenir une performance exceptionnelle de génération d'électricité dans des conditions d'éclairage variable dans des environnements urbains, tels que les carports. Ces caractéristiques font des panneaux solaires HJT un choix idéal pour une utilisation maximale des ressources solaires dans des environnements urbains tels que les carports.
Toits photovoltaïques : Les toits photovoltaïques exigent une efficacité d'utilisation de l'espace et des performances à long terme, et les caractéristiques de durabilité, d'efficacité élevée et de dégradation minimale des panneaux solaires HJT en font un choix idéal pour ces applications. Ils résistent à diverses pressions environnementales, y compris l'humidité et l'exposition aux UV, les rendant adaptés aux régions aux conditions météorologiques changeantes.
Régions avec des températures estivales élevées, telles que le sud de l'Europe : Les panneaux solaires HJT présentent d'excellents coefficients de température (environ -0,24%/°C), ce qui signifie qu'ils subissent moins de pertes d'efficacité dans des conditions chaudes par rapport aux panneaux photovoltaïques traditionnels. Cela les rend particulièrement adaptés aux environnements à haute température.
Régions avec des conditions d'éclairage médiocres, telles que le nord de l'Europe : Les panneaux solaires HJT sont renommés pour leur performance exceptionnelle par faible luminosité, y compris les jours nuageux ou tôt le matin et en fin d'après-midi. Cela est attribué à leur tension de circuit ouvert élevée et à leurs capacités efficaces d'absorption de la lumière. De plus, la nature de génération d'électricité des panneaux solaires HJT des deux côtés les rend particulièrement utiles dans les environnements enneigés en Europe, utilisant la lumière réfléchie du sol.
Dans l'ensemble, les panneaux solaires HJT conviennent à une variété de scénarios, répondant à des exigences spécifiques pour l'agriculture, les carports, les toits et divers environnements climatiques et géographiques. Ils se présentent comme une solution énergétique polyvalente et robuste.
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