Moduły hybrydowe – czym różnią się od amorficznych?

Moduły hybrydowe wypierają dziś z rynku moduły z krzemu amorficznego, które przez słabe zagospodarowywanie niskoenergetycznego promieniowania podczerwonego nie są zbyt wydajne. Moduły hybrydowe łączą w każdym ogniwie warstwę krzemu amorficznego oraz warstwę krzemu mikrokrystalicznego. Posiadają dwa typy złączy, jedno z nich to złącze amorficzne, drugie mikrokrystaliczne, które zwiększa wydajność modułu, gdy dociera do niego jedynie słabe światło.

Dlaczego akurat mikrokrystaliczny krzem?

Moduły hybrydowe nazywa się inaczej mikromorficznymi i oznacza skrótem a-Si/μc-Si. Dlaczego w modułach hybrydowych krzem amorficzny uzupełniony został akurat o krzem mikrokrystaliczny? Obie substancje odznaczają się inną przerwą energetyczną (a-Si przyjmuje wartość 1,7 eV, natomiast μc-Si 1,1 eV). Dzięki temu mają one odmienną czułość spektralną, a więc pochłaniają inne części widma promieniowania słonecznego. Jak już wspomnieliśmy, krzem amorficzny absorbuje wysokoenergetyczne promieniowanie (przede wszystkim promieniowanie widzialne, fale krótkie), krzem mikrokrystaliczny zaś promieniowanie podczerwone, które jest niskoenergetyczne i ma większą długość fali. Dzięki takiemu połączeniu instalacje fotowoltaiczne wykorzystują promieniowanie słoneczne w pełniejszy sposób i produkują więcej energii elektrycznej.

Koszt produkcji mniejszy niż mogłoby się wydawać

Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że produkcja modułów hybrydowych musi być znacznie droższa niż pozostałych rodzajów modułów fotowoltaicznych opartych na krzemie krystalicznym. W rzeczywistości jednak jest zupełnie inaczej. Wszak oba materiały półprzewodnikowe wchodzące w skład modułu hybrydowego są krzemem, dlatego można je wytwarzać tą samą metodą (PECVD, metoda nanoszenia cienkich warstw przy pomocy plazmy).

Ekonomiczne zagospodarowanie powierzchni

Moduły mikromorficzne są nie tylko wydajniejsze (średnia sprawność to około 10-11 procent, dla porównania sprawność modułów amorficznych wynosi mniej więcej 6 procent), ale i zajmują mniej miejsca. Uśredniając, można powiedzieć, że moduły hybrydowe zajmują o 30-40 procent mniej powierzchni niż moduły z krzemu amorficznego.

Wydajność nawet podczas upałów

Opisywane moduły działają ponadto lepiej w warunkach wysokiej temperatury, z którą mamy do czynienia przede wszystkim latem (mają zatem niski współczynnik spadku wydajności wraz ze wzrostem temperatury).

Moduły mikrokrystaliczne nie są jednak zupełnie pozbawione wad. Najważniejszą niewątpliwie jest korodowanie elektrony górnej, czyli warstwy TCO. Aby ograniczyć to zjawisko, niezbędne jest łączenie modułów z falownikiem transformatorowym, który uziemia biegun ujemny.

Dodaj komentarz