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Introducción a la tecnología de batería "heterojunction" de HIT

Vista: 1382020/01/14
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HIT es la abreviatura en inglés de tecnología de células "heterounión", que es simplemente una nueva tecnología de producción de células fotovoltaicas. La tecnología HIT tiene varias ventajas: alta eficiencia de conversión fotoeléctrica, excelente rendimiento, gran espacio de reducción de costos y buenas perspectivas de acceso paritario a Internet. Como una de las soluciones de tecnología de batería, la tecnología HIT fue una vez conocida en la industria como una de las tecnologías candidatas para la producción fotovoltaica comercial de próxima generación.


¿Qué es el HIT?

HIT es la abreviatura de Heterojunction con Intrinsic Thin-layer, que significa heterounión intrínseca de película delgada. Dado que HIT ha sido solicitada para una marca registrada por Sanyo Corporation de Japón, también se llama HJT o SHJ (célula solar de heterounión de silicio).


La siguiente figura muestra la estructura básica de una célula solar HIT, que se caracteriza por una película de tipo pi a-Si: H (espesor de película 5-10 nm) en el lado de irradiación de luz y una película de tipo n a-Si: H película (espesor de película 5-10 nm) intercalando una oblea de silicio cristalino, formando electrodos transparentes y electrodos colectores en las capas superiores en ambos lados para formar una celda solar HIT con estructura asimétrica.

Figura 1: Diagrama esquemático de la estructura de células solares HIT

Schematic diagram of the HIT solar cell structure

Fuente: Google

 

Proceso de batería 2.HIT

 

Una de las grandes ventajas de las baterías HIT es que los pasos del proceso son relativamente simples y se dividen en cuatro pasos: texturizado y limpieza, deposición de película de silicio amorfo, preparación de TCO y preparación de electrodos.

 

Figura 2: flujo del proceso de células solares HIT

HIT solar cell process flow

     Fuente: OFweek Industry Research Center

3. Ventajas y características

Las baterías HIT tienen las ventajas de la alta generación de energía y el bajo costo de la electricidad. Las características específicas son las siguientes:


(1) Proceso de baja temperatura. Las celdas HIT combinan las ventajas de baja temperatura (<250 fabricación = "" de = "" película delgada = "" solar = "" por lo tanto = "" evitando = "" the = "" use = "" tradicional = "" procesos de difusión a alta temperatura = ""> 900 ° C) para obtener uniones pn. Esta tecnología no solo ahorra energía, sino que el entorno de baja temperatura permite un a_Si: dopaje de película delgada basado en H, ancho de banda prohibido y grosor que se controlan con mayor precisión, y es fácil optimizar las características del dispositivo en el proceso; durante el proceso de deposición a baja temperatura, la oblea de silicio de un solo producto se deforma de manera pequeña, por lo que su espesor puede adoptar el valor mínimo (aproximadamente 80 μm) requerido para el material absorbente de luz de fondo; mientras tanto, el proceso a baja temperatura elimina la degradación del rendimiento del sustrato de silicio en el procesamiento a alta temperatura, permitiendo así que el silicio cristalino de "baja calidad" o incluso el polisilicio se utilicen como sustrato.


(2) La batería de doble cara. HIT es una muy buena batería de doble cara. Básicamente no hay diferencia de color entre el frente y la parte posterior. Las ventajas de la generación de energía trasera son obvias.


(3) Alta eficiencia. En la actualidad, la eficiencia de laboratorio de las baterías HIT ha alcanzado el 23%, y la eficiencia de la batería de los módulos de 200 W disponibles comercialmente ha alcanzado el 19,5%.


(4) La batería HIT de alta estabilidad tiene buena estabilidad a la luz. La investigación teórica muestra que el efecto Staebler-Wronski no se encuentra en las películas de silicio amorfo en las películas de silicio amorfo / heterouniones de silicio cristalino para que no se produzca una energía solar similar al silicio amorfo. La eficiencia de conversión de la batería disminuye debido a la luz; Las baterías HIT tienen buena estabilidad de temperatura. En comparación con las baterías de silicio de cristal único, el coeficiente de temperatura de -0.5% / ℃, el coeficiente de temperatura de las baterías HIT puede alcanzar -0.25% / ℃, lo que hace que la batería funcione bien incluso en condiciones de calentamiento ligero.


(5) Uno de los problemas más importantes que afectan a las células solares de silicio cristalino sin atenuación fotoinducida es la atenuación fotoinducida, mientras que las células HIT no tienen atenuación natural, e incluso aumentan la eficiencia hasta cierto punto bajo la luz. Shanghai Microsystems hace la atenuación fotoinducida por HIT durante el experimento, descubriendo que la eficiencia de conversión de la batería HIT se incrementa en un 2.7% después de la exposición a la luz, y no hubo fenómeno de atenuación después de la exposición continua a la luz.


(6) La estructura simétrica es adecuada para adelgazar. La estructura simétrica perfecta de las células HIT y el proceso de baja temperatura los hacen ideales para el adelgazamiento. Después de muchos experimentos, Shanghai Microsystems descubrió que la eficiencia promedio de la oblea de silicio casi no cambia dentro del rango de 100-180 μm. Las obleas de silicio de 100 μm de espesor han logrado una eficiencia de conversión de más del 23%, y las obleas de silicio de 90 μm se están preparando actualmente en lotes.


(7) El grosor de la batería HIT de bajo costo es delgado, lo que puede ahorrar materiales de silicio; el proceso de baja temperatura puede reducir el consumo de energía y permitir el uso de sustratos baratos; La alta eficiencia permite que el área de la batería se reduzca bajo la misma potencia de salida, reduciendo así efectivamente el costo de la batería.

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