ما الجديد في تكنولوجيا الوصلات المتغايرة  (HJT)؟

مع تطور تكنولوجيا الطاقة الشمسية، تُعد تقنية الوصلات المتغايرة (Heterojunction Technology – HJT)  من أبرز الابتكارات في مجال الخلايا الشمسية من النوع  n، إلى جانب تقنيات مثل TOPCon ،  ورغم أن سعة الإنتاج لتقنية HJT لا تزال أقل مقارنة بـ TOPCon، إلا أن تحسين الكفاءة وخفض التكاليف قد جعلاها محط الأنظار. في هذا المقال، نلقي نظرة على أبرز التطورات في هذه التقنية استنادًا إلى مؤتمر TaiyangNews 2024

ابتكارات تقنية: HJT  رحلة نحو الكفاءة

1. تقنيات تصنيع الألواح الرقيقة:
   • تعتمد الصناعة اليوم على رقائق G12 HC بسماكات تتراوح بين 90 و110 ميكرومتر، مما يُقلل من استهلاك المواد الخام.
   • تمت ترقية هيكل الخلية ليشمل عملية بلورية مزدوجة الجانب باستخدام طبقات مُمررة مزدوجة من السيليكون الميكروي (microcrystalline)
2. التطوير في الطباعة المعدنية:
   • استبدلت الطباعة باستخدام الأقنعة النيكلية أو الفولاذية تقنيات الطباعة التقليدية، مما حسَّن دقة التصنيع.
   • تم تقليل محتوى الفضة في عجينة النحاس المطلية بالفضة (AgCu) إلى 30%-50%، مما يُسهم في خفض التكلفة.
3. التخلي عن القضبان المعدنية:
   • يجري الآن التحول نحو تصميمات ​​بدون قضبان (0BB) باستخدام تقنية Smart Wire Connection Technology (SWCT)، مما يُحسن الأداء الهيكلي.
4. وحدات زجاجية ثنائية الوجه:
   • أحدثت الألواح ثنائية الوجه تطورًا كبيرًا بفضل استخدام زجاج أمامي وخلفي مع طبقات عاكسة، إلى جانب تغليف UV-downshifting لتحسين الاعتمادية.

تحليل الأداء: أرقام بارزة

• كفاءة الخلايا HJT في الإنتاج الضخم: تتراوح بين 25.4% و25.5%.
• كفاءة الوحدات التجارية: تجاوزت 23%
• أداء الخلايا:
  • خلية SHJ M6 تصل الكفاءة إلى 26.81%.
  • خلية HBC M6 تصل الكفاءة إلى 27.30%.
  • وحدة SHJ تصل الكفاءة إلى 24.99%.

توجهات الصناعة: فرص وتحديات

1. التحول إلى تقنية CCZ
   • يوفر استخدام تقنية CCZ مع بولي سيليكون حُبيبي منخفض التكلفة ميزة اقتصادية، رغم انخفاض النقاء وزيادة محتوى الأكسجين. لكن التأثير على كفاءة HJT يُعد طفيفًا نظرًا لعملية التصنيع ذات درجة الحرارة المنخفضة.
2. مشكلة التحلل المظلم:
   • يشير التحلل المظلم إلى تدهور خلايا HJT عند بقائها في الظلام لفترات طويلة. تُظهر الدراسات أن استخدام أكسيد السيليكون النانوي بدلاً من السيليكون غير المتبلور يُقلل من هذه المشكلة، خاصة عند استخدام N2O كمصدر للأكسجين بدلاً من CO2
3. تطوير خلايا الترادف:
   • يسعى مركز Forschungszentrum Jülich الألماني إلى تحسين خلايا الترادف المصنوعة من السيليكون والبيروفسكايت، ما يعِد بزيادة كفاءة الخلايا الشمسية في المستقبل.

الآفاق المستقبلية لتقنية HJT

رغم التحديات المرتبطة بزيادة سعة الإنتاج وتكلفة التصنيع، فإن تقنية HJT تُبرز كحل مثالي لتحسين كفاءة الخلايا الشمسية. من المتوقع أن تُسهم الابتكارات الجارية في تعزيز مكانة هذه التقنية كخيار رئيسي في قطاع الطاقة المتجددة.