Прыжок в производительности по сравнению с обычными PERC - ячейками
1/15/2025 3:02:06 PM
Современные пассивированные контактные слои для солнечных элементов с кремниевыми гетероструктурами (SHJ) обеспечивают значительное улучшение эффективности, стабильности и температурного коэффициента по сравнению с традиционными технологиями PERC (пассивированный эмиттер и задняя ячейка).Согласно Белой книге по технологии SHJ Longi Green Energy за 2024 год, SHJ - элементы, интегрированные с аморфным кремнием/кристаллическим кремнием (a - Si/c - Si) пассивированными контактами, достигают максимальной коэффициента преобразования мощности (PCE) в 26,8% при стандартных условиях испытаний (STC: 1000 Вт/м², 25°С), что представляет увеличение на 12% по сравнению с передовыми PERC - элементами (24,0%). Пассивированный контактный слой снижает скорость поверхностной рекомбинации (SRV) до менее 10 см/с - на 85% ниже, чем SRV PERC, равный 65 см/с, - в то время как температурный коэффициент PCE оптимизирован до -0,24%/°С, что на 33% лучше, чем у PERC (-0,36%/°С). Это позволяет SHJ - элементам сохранять 92% своей номинальной эффективности при 60°С, в то время как PERC - элементы сохраняют 85%.
Ключевые прорывы в производстве: низкотемпературная обработка и инновации материалов
Два важных технических прогресса в производстве ускорили коммерциализацию пассивированных контактов SHJ. Во - первых, технология низкотемпературной серебряной пасты: Hanwha Q CELLS разработала нано - серебряную пасту, совместимую с отверждением при 150°С (по сравнению с традиционными 200°С), что уменьшает тепловой ущерб слою пассивации a - Si. Эта инновация повышает прочность адгезии контакта на 40% (от 5 Н/мм до 7 Н/мм) и снижает потребление серебра на 25% (от 120 мг/ячейки до 90 мг/ячейки). Во - вторых, оксидная пассивация, наносимая методом атомного слоевого осаждения (ALD): First Solar использует атомное слоевое осаждение (ALD) для изготовления стека Al₂O₃/TiO₂ толщиной 10 нм, заменяющего обычный слой a - Si. Этот стек повышает устойчивость к ультрафиолетовому излучению - после 1000 часов воздействия УФ - излучения (340 нм, 0,71 Вт/м²) снижение PCE ограничивается 2%, в то время как у контактов на основе a - Si это 8%.
Промышленные применения: масштабное внедрение на солнечных электростанциях и в распределенных солнечных системах
На крупных солнечных электростанциях, например, на китайском 5 - ГВт солнечном парке Хуанхэ (запущен в 2024 году), используются модули SHJ с передовыми пассивированными контактами. По данным Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL), эти модули обеспечивают годовую выработку энергии в 1850 кВт·ч/кВтп, что на 15% выше, чем у соседних массивов на основе PERC (1608 кВт·ч/кВтп). Для распределенных солнечных систем панели SHJ для жилых домов Panasonic 2024 года (с интегрированными пассивированными контактами) имеют плотность мощности 220 Вт/м², что позволяет уменьшить площадь установки на 20% при эквивалентном выходе энергии - это критично для установки на крышах в городских условиях. В суровых условиях, например, на солнечном проекте Неом в Саудовской Аравии, модули SHJ с ALD - слоями пассивации сохраняют 95% исходного PCE после двухлетней эксплуатации, в то время как у модулей PERC это 88%, из - за превосходной устойчивости к пыли и высоким температурам.
Текущие проблемы: стоимость, масштабируемость и совместимость материалов
Несмотря на быстрый рост внедрения, пассивированные контактные слои SHJ сталкиваются с тремя ключевыми проблемами отрасли. Стоимость остается препятствием: оборудование ALD, необходимое для оксидной пассивации, стоит около 1,4 миллиона долларов. Хотя некоторые компании планируют снизить стоимость на 30% (до 980 000 долларов) к 2026 году за счет отечественного производства, это по - прежнему ограничивает доступ малых производителей. Во - вторых, однородность на большой площади: производство пассивированных контактов на wafers размером 182 мм×182 мм (текущий стандарт отрасли) приводит к 5% различию в эффективности по всему wafer, в то время как на wafers размером 166 мм это 3%. Это требует дополнительной лазерной обработки, увеличивая время производства на 15%. Наконец, совместимость материалов: слой пассивации a - Si несовместим с обычными свинцовыми - свободными пайками (используемыми в сборке модулей), так как температура пайки выше 180°С ухудшает свойства пассивации. Разработка низкотемпературных пайок увеличивает стоимость модуля на 10%, хотя компании, такие как JinkoSolar, тестируют сплавы олова - висмута (Sn - Bi) для решения этой проблемы.
