2023-03-16-hepasolar-gallerie-produkte-premium

HJT-Technologie

Heterojunction-Zellen zeichnen sich durch einen n-leitenden Siliziumwafer aus, auf den beidseitig dünne Schichten aus dotiertem und intrinsischem, amorphem Silizium und transparente, leitfähige Oxidschichten (TCO) zur Aufnahme des erzeugten Stroms aufgebracht werden.

Heteroübergangs-Technologie (engl. Heterojunction Technology, HJT) wurde vom japanischen Unternehmen Sanyo (heute: Panasonic) patentiert und schon sehr lange für die Produktion von Solarzellen eingesetzt. Nach dem Ablauf des Patentschutzes setzen nun einzelne Solarzellen-Hersteller konsequent auf die Heterojunction-Technologie. Mit diesen speziellen Heteroübergängen wollen sie durch weitergehende Optimierungen noch höhere Wirkungsgrade bei geringeren Produktionskosten erreichen.

Heterojunction, Perc oder Perowskit?

Welche Solarzelle wird das Rennen im Photovoltaik-Markt der Zukunft und im Wettbewerb um die höchsten Wirkungsgrade machen?

Heterojunction-Zellen erzielen aufgrund der hohen Lichtausbeute und der guten Passivierungseigenschaften des amorphen Siliziums Wirkungsgrade von mehr als 24 Prozent.

Darüber hinaus haben Heterojunction-Zellen einen deutlich niedrigeren Temperaturkoeffizienten als konventionelle Siliziumsolarzellen.

Zudem ergeben sich auch Kostenvorteile, da Heterojunction-Solarzellen mit weniger Energie und weniger Produktionsschritten hergestellt werden können.

Herkömmliche kristalline oder Dünnschichtzellen bestehen in der Regel aus einem einzigen Material, zum Beispiel aus poly- oder monokristallinen Wafern oder, am Beispiel des Dünnschichttyps CIGS, aus einer Kupfer-Indium-Gallium-Selen-Verbindung. Die jeweiligen Technologien haben ihre spezifischen Vorteile.

Kristalline Zellen können beispielsweise mehr direktes Sonnenlicht in Strom umwandeln, als es bei Dünnschichtzellen der Fall ist. Dünnschichtzellen hingegen haben ein besseres Schwachlichtverhalten. Das heißt, sie produzieren zu Zeiten diffusen Lichts mehr Strom, also zum Beispiel, wenn der Himmel bewölkt ist oder wenn die Solareinstrahlung durch Smog beeinträchtigt ist, aber auch morgens und abends.

durch einen Temperaturvorteil aus, der am Temperaturkoeffizienten zu erkennen ist. Der Temperaturkoeffizient einer Solarzelle oder eines Moduls zeigt an, um wie viel die Leistung und damit auch der Wirkungsgrad pro Grad Celsius Temperaturerhöhung abnimmt. Je kleiner der Temperaturkoeffizient, desto weniger sinkt der Wirkungsgrad bei Anstieg der Temperatur. Dünnschichtzellen haben einen kleineren Temperaturkoeffizienten als kristalline Module und verlieren somit weniger Leistung bei steigender Temperatur.

wie u.a. die Solarzellen HIT® von Panasonic, verbinden die Vorteile beider Technologien, da sie sowohl die kristalline als auch die Dünnschicht-Technologie enthalten. Bei Heterojunction-Solarzellen wird ein hauchdünner monokristalliner Silizium-Wafer von einer ultradünnen amorphen (Dünnschicht) Siliziumschicht umhüllt. Panasonic verwendet als einer von sehr wenigen Modulherstellern zudem n-type-Wafer. Herkömmliche monokristalline Wafer basieren auf p-type, Panasonic nutzt n-type, da sie reiner sind.

Solarzellen mit Heteroübergängen bestechen zunächst einmal dadurch, dass durch eine exzellente Oberflächenpassivierung eine sehr hohe Spannung erreicht wird. Die monokristallinen Wafer werden chemisch poliert und laufend verbessert. Dadurch gehen deutlich weniger Elektronen verloren, als es bei monokristallinen Zellen mit raueren Oberflächen der Fall ist. Auch die Verbindung von zwei Silizium-Arten (monokristallin und amorph) in den Heterojunction-Zellen ist von Vorteil – zum Beispiel im Vergleich zu einer Silizium-Metall-Verbindung.

Einen positiven Effekt hat auch die höhere Leerlaufspannung von Heterojunction-Zellen. Eine höhere Leerlaufspannung bewirkt, dass der Wechselrichter früher aktiviert wird. Dadurch wird früher Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt. So wird der Solarstromertrag gesteigert und die maximale Leistung des Moduls (Pmax) verbessert.