Heterojunction-Solarzelle (HJT)
Zelle, bei der ein n-dotierter kristalliner Siliziumwafer zwischen hauchdünnen Schichten aus amorphem Silizium liegt; liefert sehr hohe Spannung und hat einen niedrigen Temperaturkoeffizienten.
Die Heterojunction-Technik kombiniert zwei Formen von Silizium. Ein kristalliner n-Typ-Wafer erhält beidseitig wenige Nanometer intrinsisches hydrogeniertes amorphes Silizium zur Passivierung, darauf dotierte amorphe Siliziumschichten, die den Übergang und das Rückseitenfeld bilden, und obenauf ein transparentes leitfähiges Oxid. Sanyo brachte das Konzept in den 1990er-Jahren als HIT auf den Markt; die Patente gingen später an Panasonic.
Die amorphen Schichten passivieren die Oberflächen fast perfekt. Das ergibt Leerlaufspannungen von 740–750 mV, die höchsten unter den gängigen Siliziumzellen. Der Prozess kommt mit vier Hauptschritten aus und bleibt unter etwa 200–250 °C, was dünnen Wafern entgegenkommt.
- Zellwirkungsgrad in der Massenfertigung: etwa 25–26,5 %.
- Temperaturkoeffizient: etwa −0,24 bis −0,26 %/°C, ein Vorteil in heißem Klima (siehe Temperaturkoeffizient).
- Bifazialität: dank symmetrischem Aufbau 85–95 %.
- Geringe Degradation, oft mit 0,25–0,4 % pro Jahr garantiert.
Teuer machen die Technik vor allem die Niedertemperatur-Silberpaste und das Indium im leitfähigen Oxid. Galvanisch abgeschiedenes Kupfer und versilbertes Kupfer sollen das ändern. HJT gilt außerdem als bevorzugte Unterzelle für Perowskit-Silizium-Tandems.
Verwandte Begriffe
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Tunnel Oxide Passivated Contact: n-Typ-Siliziumzelle, deren Rückseite über ein ultradünnes Oxid und eine dotierte Polysiliziumschicht Strom mit minimaler Rekombination abführt.
- PERC (Passivated Emitter and Rear Cell)
Zellkonzept aus Silizium mit einer passivierenden dielektrischen Schicht auf der Rückseite: Sie senkt die Rekombination und wirft Licht in die Zelle zurück.
- Perowskit-Solarzelle
Solarzelle mit einem Absorber aus einer Metallhalogenid-Verbindung mit Perowskit-Kristallstruktur: einstellbare Bandlücke, günstige Herstellung und ungewöhnlich schnelle Fortschritte beim Wirkungsgrad.
- Temperaturkoeffizient
Prozentuale Änderung von Leistung, Spannung oder Strom eines PV-Moduls je Grad Celsius Abweichung der Zelltemperatur von 25 °C.
- Bifaziales Modul
PV-Modul, das Licht auf Vorder- und Rückseite aufnimmt und über eine transparente Rückseitenfolie oder Glas auch vom Boden reflektiertes und diffuses Licht nutzt.