Công nghệ pin mặt trời HJT là gì? Ưu điểm và ứng dụng
Mục Lục
PERC, TOPCon và HJT là các công nghệ được sử dụng để sản xuất pin năng lượng mặt trời. Trong đó, PERC là công nghệ phổ biến nhất kể từ thời điểm điện mặt trời vừa mới phát triển cho đến năm 2023, tiếp đến là công nghệ TOPCon và gần nhất là công nghệ HJT. Vậy công nghệ HJT hoạt động như thế nào? Nó có ưu và nhược điểm gì so với 2 công nghệ PERC và TOPCon? Cùng SUNEMIT tìm hiểu ngay trong bài viết sau nhé!
Tìm hiểu về công nghệ HJT
Tấm pin mặt trời công nghệ HJT (viết tắt của Heterojunction) hay còn gọi là HIT (Heterojunction with Intrinsic Thin Layer) là công nghệ tiên tiến kết hợp giữa công nghệ quang điện truyền thống (silicon tinh thể) và công nghệ màng mỏng (silicon vô định hình), giúp mang đến hiệu quả tốt hơn, hiệu suất ổn định hơn và công suất đầu ra cao hơn trong khi vẫn tiết kiệm chi phí.
Cụ thể, công nghệ HJT là sự kết hợp giữa 2 loại vật liệu là silicon tinh thể (c-Si) và silicon vô định hình (a-Si). Điều này khác so với 2 công nghệ PERC và TOPCon chỉ sử dụng 1 vật liệu là silicon tinh thể.
Trong đó, silicon tinh thể (c-Si) thường được dùng để sản xuất các tấm pin mặt trời mono hoặc poly (dòng pin phổ biến nhất trong các hệ thống điện mặt trời dân dụng và thương mại hiện nay). Còn silicon vô định hình (a-Si) thường được sử dụng để sản xuất pin mặt trời màng mỏng.
Trên thực tế, công nghệ HJT đã phát triển từ nhiều năm trước. Các tấm pin mặt trời HJT lần đầu tiên được sản xuất vào năm 1980 với mức hiệu suất 14,4%. Tuy nhiên, sau nhiều cải tiến và nâng cấp, ngày nay các tấm pin mặt trời HJT đã có thể đạt tới hiệu suất 25% (còn ở phòng thí nghiệm hiệu suất cao nhất có thể lên tới 27,5%).
Cấu trúc của tế bào dị thể HJT
Các tế bào HJT được cấu thành từ các thành phần chính sau:
Lớp silicon đơn tinh thể loại N: Là lớp quan trọng nhất giúp thu thập các hạt photon trong ánh sáng và tạo ra dòng điện.
Lớp silicon vô định hình không pha tạp: Lớp này sẽ được phủ lên trên cả hai mặt của lớp silicon đơn tinh thể loại N. Chức năng của lớp này là giúp giảm thiểu tổn thất tái tổ hợp bề mặt và cải thiện hiệu suất tế bào.
Lớp silicon vô định hình pha tạp: Lớp này tiếp tục được phủ bên ngoài lớp silicon vô định hình đã thêm bên trên. Lớp này thường được pha tạp thêm một lượng nhỏ các nguyên tố khác để thay đổi độ dẫn điện của chúng, từ đó tạo thành mối nối P-N quan trọng trong việc tạo ra năng lượng đối với các tấm pin mặt trời.
Lớp Oxit dẫn điện trong suốt (TCO): Là một lớp vật liệu dẫn điện trong suốt có khả năng dẫn điện và truyền sáng tốt. Lớp này sẽ được phủ lên trên cùng các lớp bên trên (bề mặt của cell).
Điện cực kim loại: Các điện cực kim loại được thêm vào phía trên và phía dưới của cell pin, giúp trích xuất dòng điện từ cell.
Các hoạt động của pin mặt trời HJT
Các tế bào quang điện HJT được cấu thành từ 3 lớp vật liệu quang điện và chúng hoạt động như sau:
Lớp trên cùng là lớp silicon vô định hình giúp bắt ánh sáng mặt trời trước khi nó chiếu vào lớp silicon đơn tinh thể N. Lớp silicon đơn tinh thể N sẽ chịu trách nhiệm biến toàn bộ ánh sáng mặt trời thành điện năng. Còn lớp đằng sau là một lớp silicon vô định hình khác giúp vợt lại ánh sáng còn sót qua 2 lớp đầu tiên để hấp thu 1 lần nữa, giúp cải thiện hiệu suất cho tấm pin.
Ưu điểm của công nghệ HJT so với PERC và TOPCon
Hiệu suất chuyển đổi cao
Nhờ bổ sung thêm các lớp silicon vô định hình nên các tấm pin mặt trời HJT khắc phục được một số vấn đề ở các tấm pin quang điện truyền thống, giúp tăng khả năng hấp thu ánh sáng, cũng như giảm tổn thất tái tổ hợp bề mặt để mang đến hiệu suất chuyển đổi cao hơn. Hiệu suất trung bình đối với tấm pin mặt trời HJT là 23% – 25%. Còn tấm pin công nghệ TOPCOn là khoảng 22% – 24% và công nghệ PERC là 20% – 22%.
Khả năng hoạt động trên cả 2 mặt
Các tấm pin mặt trời HJT vượt trội hơn so với pin công nghệ TOPCon và PERC ở khả năng hấp thụ ánh sáng (trên 93%). Điều này cho thấy pin mặt trời HJT có thể sản xuất điện ở cả hai mặt hiệu quả.
Chi phí sản xuất thấp hơn
So với công nghệ quang điện truyền thống PERC, công nghệ HJT có quy trình sản xuất ít bước hơn. Các tấm pin HJT chỉ cần quy trình 8 bước để sản xuất, còn công nghệ PERC cần đến 13 quy trình sản xuất. Vì vậy mà giá thành tấm pin HJT đã giảm đáng kể.
Hệ số nhiệt độ thấp
So với các pin silicon tinh thể thông thường, công nghệ pin mặt trời HJT kết hợp với công nghệ màng mỏng giúp tạo ra hệ số nhiệt độ thấp hơn, tức chúng hoạt động hiệu quả ở cả những khu vực có nhiệt độ cao. Trong điều kiện nhiệt độ dưới 200 °C, tấm pin mặt trời HJT luôn đạt hiệu suất trên 23%.
Độ bền cao hơn
Tấm pin HJT có độ bền trung bình khoảng 30 năm, trong khi các tấm pin công nghệ PERC thường có tuổi thọ trung bình 25 năm. Nguyên nhân là do lớp silicon vô định hình thêm vào giúp làm chậm quá trình phân hủy và ngăn ngừa sự xuất hiện của hiện tượng PID, giúp tấm pin có tuổi thọ dài hơn.
Sự phát triển của công nghệ HJT trong tương lai
Mặc dù công nghệ HJT đã bị bỏ qua trong nhiều năm, nhưng với sự phát triển gần đây, các nhà khoa học đã cho thấy tiềm năng thực sự của nó. Tấm pin HJT đã kết hợp các lớp silicon vô định hình và silicon tinh thể để khắc phục những nhược điểm của tấm pin mặt trời thông thường, giúp nâng cao công suất, cải thiện hiệu suất, gia tăng tuổi thọ, đồng thời giảm giá thành sản xuất.
Như vậy, với những ưu điểm này, có thể công nghệ HJT sẽ trở thành công nghệ sản xuất pin mặt trời phổ biến và chiếm lĩnh thị trường năng lượng mặt trời trong những năm tới.
Trên đây là những thông tin chi tiết về công nghệ pin mặt trời HJT, hi vọng sẽ hữu ích với bạn. Đừng quên theo dõi và cập nhật những tin tức mới nhất về ngành năng lượng mặt trời trên website sunemit.com bạn nhé!
Phạm Hân là chuyên viên marketing tại Công ty điện mặt trời Sunemit. Với nhiều năm làm việc trong ngành marketing và 3 năm tìm hiểu về lĩnh vực điện năng lượng mặt trời, Hân hi vọng có thể mang đến cho độc giả những kiến thức bổ ích, giúp bất kỳ ai cũng có thể hiểu rõ về hệ thống để lựa chọn giải pháp điện mặt trời tối ưu.
