HJT-Technologie: die Zukunft der Photovoltaikmodule ✨

Die Heterojunction-Technologie (HJT) ist eine Methode zur Herstellung von Solarmodulen, die seit dem letzten Jahrzehnt auf dem Vormarsch ist. Sie ist derzeit das effektivste Verfahren in der Solarindustrie, um die Effizienz und Leistung auf das höchste Niveau zu steigern.

Da der HJT-Herstellungsprozess vier Schritte weniger erfordert als die PERC-Technologie, besteht ein Potenzial für erhebliche Kosteneinsparungen. Während PERC seit vielen Jahren eine beliebte Option in der Branche ist, kann sein komplexer Herstellungsprozess nicht mit HJT konkurrieren.

Laut einem ITRPV-Bericht aus dem Jahr 2019 wird erwartet, dass HJT-Zellen bis 2026 einen Marktanteil von 12 % und bis 2029 von 15 % erreichen werden.

So funktioniert die HJT-Technologie
Heterojunction-Solarmodule bestehen aus drei Schichten Photovoltaik-Material. HJT-Zellen kombinieren zwei verschiedene Technologien in einer: kristallines Silizium und amorphes „Dünnschicht“-Silizium.

Die oberste Schicht aus amorphem Silizium fängt das Sonnenlicht ein, bevor es auf die kristalline Schicht trifft, sowie Licht, das von den darunter liegenden Schichten reflektiert wird.

Die mittlere Schicht aus einkristallinem Silizium ist jedoch für die Umwandlung des größten Teils des Sonnenlichts in Elektrizität verantwortlich.

Hinter dem kristallinen Silizium befindet sich schließlich eine weitere Schicht aus amorphem Dünnschichtsilizium. Diese letzte Schicht fängt die verbleibenden Photonen ein, die die ersten beiden Schichten durchdrungen haben.

Durch die kombinierte Nutzung dieser Technologien kann mehr Energie gewonnen werden als bei der alleinigen Nutzung, wodurch Wirkungsgrade von 25 % oder mehr erreicht werden.

HJT-Panelstruktur

Substrat: Der Aufbau einer Solarzelle beginnt mit dem Substrat, das in der Regel aus kristallinem Silizium besteht. Das Substrat bietet strukturelle Unterstützung und dient als Grundlage für die folgenden Schichten.

N-Typ-Schicht: Eine dünne Schicht aus amorphem n-Typ-Silizium (negativer Typ) wird auf dem Substrat abgeschieden. Diese Schicht dient als Emitter der Solarzelle und ermöglicht den Elektronenfluss.

Intrinsische Schicht: Als Nächstes wird eine intrinsische (nicht legierte) Schicht aus amorphem Silizium auf der n-Typ-Schicht abgeschieden. Diese Schicht ist für die Absorption von Photonen aus dem Sonnenlicht und die Erzeugung von Elektron-Loch-Paaren verantwortlich.

P-Typ-Schicht: Auf der intrinsischen Schicht wird eine dünne Schicht aus amorphem Silizium vom P-Typ (positiver Typ) abgeschieden. Diese Schicht wirkt als elektrisches Rückseitenfeld (BSF) und erleichtert das Sammeln von Löchern.

Transparente leitfähige Oxidschicht (TCO): Auf der p-Typ-Schicht wird eine Schicht aus transparentem leitfähigem Oxid wie Indiumzinnoxid (ITO) oder fluordotiertes Zinnoxid (FTO) aufgebracht. Diese Schicht lässt Licht durch und bietet gleichzeitig einen leitfähigen Pfad für die erzeugten Ladungsträger.

Vordere Metallkontakte: Metallkontakte, in der Regel aus Silber oder Aluminium, werden auf der TCO-Schicht angebracht, um die durch das Sonnenlicht erzeugten Elektronen zu sammeln. Diese Kontakte ermöglichen die Entnahme von elektrischem Strom aus der Solarzelle.

Hintere Metallkontakte: Auf ähnliche Weise werden Metallkontakte auf der Rückseite des Substrats angebracht, um die durch das Sonnenlicht erzeugten Löcher zu sammeln. Diese Kontakte schließen den Stromkreis und ermöglichen den Stromfluss.

Vorteile der HJT-Technologie

Höhere Effizienz
Die meisten HJT-Paneele, die derzeit auf dem Markt sind, haben Wirkungsgrade zwischen 19,9 % und 21,7 %. Dies ist eine enorme Verbesserung gegenüber anderen herkömmlichen monokristallinen Zellen.

Kosteneinsparungen
Das in HJT-Paneelen verwendete amorphe Silizium ist eine kostengünstige Solartechnologie. Dieses Dünnschicht-Solarpaneel erfordert im Vergleich zu anderen Technologien einen kürzeren Herstellungsprozess.
Aufgrund des vereinfachten Herstellungsprozesses hat HJT das Potenzial, erschwinglicher zu sein als alternative Lösungen.

Langlebigkeit und Anpassungsfähigkeit
Diese Technologie wurde für hohe Leistung auch unter extremen Wetterbedingungen entwickelt.
HJT-Paneele haben einen niedrigeren Temperaturkoeffizienten als herkömmliche Solarmodule, wodurch eine hohe Leistung bei höheren Außentemperaturen gewährleistet wird.

Lebensdauer
Die durchschnittliche Lebensdauer von Dünnschicht-Photovoltaikmodulen beträgt bis zu 25 Jahre, während HJT-Solarzellen mehr als 30 Jahre lang voll funktionsfähig bleiben können.