Cosa sono i pannelli solari HJT

Cosa sono i pannelli solari HJT?

I pannelli solari a eterogiunzione (HJT) — noti anche come eterogiunzione di silicio (SHJ) o pannelli HIT (eterogiunzione con strato sottile intrinseco) — rappresentano una fusione all'avanguardia di tecnologie solari cristalline e a film sottile. Costituiti su una base di silicio monocristallino di tipo N, queste celle solari sono stratificate con silicio amorfo intrinseco e drogato, con conseguente efficienza ultra-elevata, durata e prestazioni bifacciali superiori.

Struttura avanzata e processo di fabbricazione

I pannelli solari HJT sono progettati attraverso un sofisticato processo di costruzione multistrato che inizia con un wafer di silicio monocristallino di tipo N ad alta purezza come substrato principale. Questa cella di base subisce un preciso processo di deposizione in cui strati ultrasottili di silicio amorfo intrinseco (non drogato) vengono applicati su entrambe le superfici, seguiti da strati di silicio amorfo drogato. Questa struttura complessa crea molteplici eterogiunzioni tra il silicio cristallino e gli strati di silicio amorfo, migliorando significativamente la separazione dei portatori di carica e l'efficienza di raccolta. Il processo di fabbricazione richiede attrezzature specializzate e ambienti controllati, che operano tipicamente a temperature inferiori rispetto alla produzione di celle solari convenzionali per preservare le delicate proprietà dell'interfaccia e ridurre al minimo il degrado termico.

Vantaggi prestazionali senza pari

L'architettura unica dei pannelli HJT offre caratteristiche prestazionali eccezionali che superano le tecnologie solari convenzionali. Combinando l'alta efficienza del silicio monocristallino con le eccellenti proprietà di passivazione superficiale del silicio amorfo, le celle HJT raggiungono efficienze di conversione che in genere variano dal 24% al 26%, con prototipi di laboratorio che superano il 26%. La struttura simmetrica e il basso coefficiente di temperatura (circa -0,25% per °C) garantiscono prestazioni stabili in condizioni reali, inclusi ambienti ad alta temperatura in cui i pannelli tradizionali subiscono un significativo degrado dell'efficienza. Inoltre, il design bifacciale cattura la luce riflessa e diffusa dal lato posteriore, aumentando potenzialmente la resa energetica fino al 25% a seconda dell'albedo della superficie e della configurazione di installazione.

Maggiore durata e longevità

I pannelli HJT mostrano un'affidabilità superiore e una durata operativa prolungata rispetto alle tecnologie fotovoltaiche convenzionali. Gli strati di silicio amorfo intrinseco forniscono un'eccezionale passivazione superficiale che riduce drasticamente la ricombinazione dei portatori sulle superfici di silicio, mantenendo un'efficienza più elevata nel tempo. La metodologia di costruzione e la selezione dei materiali si traducono in tassi di degrado eccezionalmente bassi, con diversi produttori che garantiscono il 90% della potenza iniziale dopo 25 anni di funzionamento. Inoltre, la robusta struttura cellulare dimostra una maggiore resistenza al degrado potenziale (PID) e al degrado indotto dalla luce (LID), comuni meccanismi di guasto nei pannelli solari standard che possono compromettere le prestazioni a lungo termine e il ritorno sull'investimento.

Benefici ambientali ed economici

Da una prospettiva di sostenibilità, la tecnologia HJT offre diversi vantaggi distinti. Il processo di fabbricazione consuma meno energia e materiale di silicio per watt rispetto alla produzione di celle solari convenzionali, mentre l'efficienza più elevata si traduce in minori requisiti di spazio per una potenza equivalente. Il coefficiente di temperatura superiore e il guadagno bifacciale aumentano la raccolta di energia per capacità installata, migliorando significativamente il costo livellato dell'elettricità (LCOE) in diverse condizioni climatiche. Sebbene i costi di produzione iniziali rimangano superiori rispetto alla tecnologia PERC tradizionale, le continue innovazioni di processo e gli effetti di scala stanno migliorando costantemente la competitività dei costi, mantenendo al contempo i vantaggi prestazionali che offrono un maggiore valore a vita.

Posizione di mercato e prospettive future

La tecnologia HJT ha guadagnato una notevole trazione sul mercato poiché i produttori cercano modi per superare i limiti di efficienza delle celle solari convenzionali. Attualmente rappresentando un segmento premium del mercato fotovoltaico, i pannelli HJT sono particolarmente favoriti per installazioni con vincoli di spazio e applicazioni che richiedono la massima resa energetica. La ricerca in corso si concentra sulla riduzione del consumo di argento attraverso tecniche di metallizzazione avanzate, l'integrazione di tecnologie di interconnessione a filo intelligente e lo sviluppo di configurazioni tandem con celle a perovskite che potrebbero potenzialmente spingere le efficienze oltre il 30%. Man mano che la produzione aumenta e le innovazioni di produzione continuano a ridurre i costi, la tecnologia HJT è posizionata per passare da una soluzione premium a un'opzione tradizionale nella transizione globale verso la generazione di energia solare ad altissima efficienza.