24 september 2019
Veel vermogen op een klein oppervlak
Heterojunction-technologie voor meer rendement
Heterojunction, Perc, Perowskit… Welke zonnecel zal uit de bus komen als winnaar in de strijd om het hoogste rendement? Van de vele soorten cellen die er in omloop zijn, geven experts op het gebied van zonne-energie de heterojunction-technologie de meeste kans van slagen vanwege haar hogere rendement – naast de Perc-technologie. Panasonic, ruim 22 jaar de fabrikant van krachtig presterende HIT-modules, biedt als een van de weinige spelers al modules met heterojunction-cellen aan en zet consequent op deze technologie in.
Waardoor onderscheiden heterojunction-cellen zich van andere zonnecellen, en met name van de reeds bekende kristallijne en dunne-film zonnecellen? De bekende kristallijne en dunne-film zonnecellen zijn meestal vervaardigd op basis van uniek materiaal, zoals poly- of mono-kristallijne wafers of, in het geval van het dunne-filmtype CIGS, een koper-indium-galliumselenide-verbinding. Elk van deze technologieën heeft specifieke voordelen. Zo kunnen kristallijne cellen meer direct zonlicht omzetten in stroom dan dunne-film zonnecellen.
Dunne-film zonnecellen bieden betere prestaties bij weinig licht. Met andere woorden: ze produceren op momenten met slechter licht meer stroom, zoals bij een bewolkte hemel of als de zonnestraling wordt beïnvloed door smog, maar ook ’s ochtends of ’s avonds. Bovendien onderscheiden dunne-film zonnecellen zich door een temperatuurvoordeel dat te herkennen is aan de temperatuurcoëfficiënten. De temperatuurcoëfficiënt van een zonnecel of module geeft aan in welke mate het vermogen en daarmee ook het rendement afneemt per graden Celsius temperatuurverhoging. Hoe kleiner de temperatuurcoëfficiënt, des te lager het rendement bij stijging van de temperatuur. Dunne-film zonnecellen hebben een kleiner temperatuurcoëfficiënt dan kristallijne modules en verliezen daarmee minder vermogen bij een stijgende temperatuur.
Combinatie kristallijnne en dunne-film-technologie
Het bijzondere aan de heterojunction-cellen van Panasonic is dat ze zowel de kristallijne als dunne-film-technologie bevatten en daarmee de voordelen van beide technologieën combineren. Bij de zonnecelllen HIT wordt een flinterdunne mono-kristallijne silicium wafer door een ultradunne amorfe (=dunne-film) siliciumlaag omhuld (afbeelding 1).
Panasonic gebruikt daarnaast als een van de weinige fabrikanten van zonnemodules het n-type wafer. Waar standaard mono-kristallijne wafers op het p-type zijn gebaseerd, gebruikt Panasonic het n-type. Deze wafers zijn namelijk schoner.
Terwijl de kristallijne wafer in de kern van de cel veel zonne-energie produceert, wordt het verlies van elektronen gereduceerd door de amorfe laag op het oppervlak. De HIT-cellen van Panasonic bereiken daarmee een bovengemiddeld rendement van 22 % (afbeelding 2). Het in het laboratorium bereikte rendement van de cellen is bovendien leidend in de sector. Dit lag in 2014 reeds op 25,6 procent. Hetzelfde geldt voor de module. De Panasonic-module met de hoogste efficiëntie is het model HIT N335. Bij een vermogen van 335 Watt biedt deze een module-efficiëntie van 20 procent.
