Die Steigerung des Wirkungsgrads der Energieumwandlung eines Solarmoduls von 23,30 % auf 24,16 % mag für jemanden, der sich mit Energiethemen oder der Photovoltaikindustrie nicht auskennt, wie ein vernachlässigbarer Fortschritt erscheinen.
Für diejenigen, die in diesem Sektor arbeiten, stellen diese Ergebnisse jedoch eindeutig einen großen Sprung hin zu leistungsstärkeren Photovoltaikprojekten und niedrigeren Stromgestehungskosten (LCOE) dar, vorausgesetzt, dass die Modulhersteller die Technologie dann ohne unüberschaubare Kosten in die Massenproduktion hochskalieren können Erhöhung der Produktionskosten.
Dieses Ergebnis konnte Huasun zwischen März und November 2023 zumindest unter Effizienzgesichtspunkten mit einem HJT-Solarmodul erzielen, dessen Leistung von 723,97 W auf bis zu 750,54 W gesteigert werden konnte, wobei die Zertifizierungsstelle TÜV SÜD die Ergebnisse bestätigte.
Das Himalaya-G12-132-Modul besteht aus bifazialen mikrokristallinen G12-HJT-Zellen mit 20 Sammelschienen, die unabhängig voneinander im Phase-IV-HJT-Zellenprojekt Huasun Xuancheng hergestellt wurden.
Kosten vs. Effizienz
Das Unternehmen erkennt an, dass es einen Kompromiss zwischen hoher Effizienz und niedrigeren Kosten gibt, ist jedoch zuversichtlich, dass große Hürden bald überwunden werden können.
„Wir sind schon angekommen [at] „Der Verbrauch an Silberpaste (Ag) liegt bei etwa 16 mg/W“, so der CTO des Unternehmens, Wenjing Wang. „Wenn wir die Effizienz weiter steigern wollen, müssen wir die langsamere plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) verwenden.“ Prozess und mehr Ag-Paste. In der Massenproduktion erreichen wir möglicherweise einen höheren durchschnittlichen Wirkungsgrad von beispielsweise 26 %, und die Modulleistung kann sogar 725 W erreichen. Das erfordert jedoch mehr Prozessausrüstung und einen höheren Ag-Pasten-Verbrauch.“
Darüber hinaus ist das Unternehmen bestrebt, die Elektrodenkosten zu senken und hat standardisierte Fertigungslösungen wie Kupfer (Cu)-Beschichtung, Ag/Cu-Pasten, Wellenlängenumwandlungs-Einkapselungsfolie, Butylkautschuk-Dichtungstechnologie, Wafer-Schneidetechnologie und neuartige Wafer-Kettentechnologie eingesetzt.
Neue Zellarchitektur
Die von Huasun entwickelte HTJ-Solarzellentechnologie verwendet keine herkömmlichen monokristallinen Wafer, sondern n-Typ-Wafer auf Basis von mikrokristallinem Silizium. Dieses Material, das bei Herstellern von Dünnschichtsolarzellen weit verbreitet ist, hat den Vorteil einer hohen Ladungsträgermobilität aufgrund der Anwesenheit von kristallinen Siliziumkörnern (Si) im mikrokristallinen Material und einer geringen Bandlückenenergie.
Darüber hinaus hat Huasun eine Methode in der Waferherstellung entwickelt, um das verfügbare Ingot-Material effizienter zu nutzen. „Wir können den Randteil eines Barrens verwenden, wenn wir den Zylinder in einen quadratischen Barren schneiden“, sagte Wang. „Es bleibt ein Rand übrig, den wir nutzen können, um aus demselben Barren weitere Waffelstücke zu gewinnen. Der Randteil wird üblicherweise zum Czochralski-Ofen (CZ) zurückgeschickt, um neue Barren herzustellen. Wir können den Randteil aber auch zuschneiden, um Stücke abzuschneiden, die direkt in unserer HJT-Zelle wiederverwendet werden.“
„Wir nennen diese Zellgeneration HJT 3.0, da sie sich von unseren bisherigen Produkten dadurch unterscheidet, dass sie ausschließlich mikrokristallines Silizium verwendet“, sagte Wang und bezog sich dabei auf das neueste vom Unternehmen entwickelte Produkt. „Für unsere erste Generation verwendeten wir eine dünne Schicht aus amorphem Silizium (a-Si) und für die zweite Generation verwendeten wir sowohl amorphes als auch mikrokristallines.“
Nach Angaben des Unternehmens hat die Zelle der dritten Generation im Vergleich zum Gerät der zweiten Generation eine bis zu 1,0 % höhere Effizienz im Labor und eine bis zu 0,3 % höhere Effizienz in der kommerziellen Produktion gezeigt.
Die Zelle setzt außerdem auf trägerselektive Passivierungskontakte (CSPCs) aus mikrokristallinem Siliziummonoxid. Diese Kontakte führen zu einer räumlichen Entkopplung der Trägererzeugung und Trägertrennung in der Zelle und bieten eine bemerkenswerte Passivierung, eine verbesserte Trägerselektivität und einen niedrigen Kontaktwiderstand.
Die Zelle verfügt außerdem über die sogenannte Super-Multi-Busbar-Technologie (SMBB), die eine Weiterentwicklung des Multi-Busbar-Standards (MBB) darstellt und aus der Verwendung eines dichten Netzes von Sammelschienen (normalerweise mehr als 10) besteht, was den Widerstand verringert und die Verschattung verbessert Toleranz.
HJT 4.0
Als Unternehmen, das seine Technologie ständig innoviert und verbessert, hat Huasun eine Roadmap für seine Zellen erstellt. Beim Übergang zu HJT 4.0 wird das Unternehmen die Schicht aus transparenten leitfähigen Oxiden (TCO) optimieren und die Dicke der Siliziumschicht auf 90 Mikrometer reduzieren. Um die Kosten weiter zu senken, strebt das Unternehmen eine Reduzierung der in jeder Zelle benötigten Silbermenge an, mit dem Endziel, Silber durch die Umstellung auf Kupferbeschichtung vollständig zu eliminieren.
Wang sagte, dass die Weiterentwicklung zu HJT 4.0 auch einen Übergang zur Zero-Busbar-Technologie (0BB) mit sich bringen wird, was den Weg zu Wirkungsgraden von 26,0–26,5 % in der Massenproduktion ebnet. Über Huasuns Pläne für die vierte Generation hinaus untersucht das Unternehmen bereits die Entwicklung von HJT+Perowskit-Tandemzellen, die einen Zellwirkungsgrad von 28 % bei einer Leistungskapazität von 800 W erreichen könnten.
Das Unternehmen plant, die Tandem-Technologie an einer 210-mm-Solarzelle zu verifizieren und die Massenproduktionsausrüstung für die Perowskit-Zelle zu verifizieren, wobei die Massenproduktion von Tandemprodukten bis 2025 angestrebt wird.
Dieser Artikel erscheint in der neuen Huasun Corporate Edition, die am 10. April 2024 veröffentlicht wurde. Lesen Sie hier die gesamte Ausgabe.
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