Хос үет хагас дамжуулагчийн технологи  (Heterojunction technology-HIT/HJT)

Нарны зай нь фотоцахилгаан эффектийн тусламжтай PN холбогчтой хагас дамжуулагчийг ашиглан нарны энергийг цахилгаан энергид хувиргах төхөөрөмж юм. Нарны зай материалын төрлөөс нь хамааруулж crystalline silicon (талсжсан цахиурт хагас дамжуулагч) ба thin film (нимгэн ялтсан хагас дамжуулагч) гэж ангилдаг. Эдгээр төрлөөс талсжсан цахиурт хагас дамжуулагчийн ашиглалт нь хөгжлийн өндөр түвшинд хүрч зах зээлийн гол бүтээгдэхүүн болсон.

Нарны зайн төрөл

Нарны зайн үүсгүүрийн хамгийн чухал үзүүлэлт нь эрчим хүч хувиргах ашигт үйлийн коэффициент юм. Зах зээлд 2015 он хүртэл 19 хувийн АҮК-тай хөнгөн цагаан агуулсан нарны зайг (aluminum back field-BSF) өргөн хэрэглэж байсан. 2015 оноос 21.5% АҮК-тай PERC нарны зайг олон тоогоор үйлдвэрлэх болсон. Өнөөдрийн байдлаар нарны зайн үүсгүүр үйлдвэрлэгчид PERC буюу түүний шинэчилсэн хувилбарыг үйлдвэрлэж байна. PERC нарны зай АҮК-ыг нэмэгдүүлэх чиглэлээр 100 сая орчим хөгжүүлэлтийн судалгаа хийгдсэн боловч нь 22 хувиас дээш гаргаж чадахгүй байна. Иймээс үйлдвэрлэгчид шинэ үеийн технологи болох хос үет хагас дамжуулагч (heterojunction)-д анхаарлаа хандуулах болсон.

Хос үет хагас дамжуулагч (HIT) гэдэг нь PN холболтын онцгой төрөл бөгөөд amorphous silicon (аморф бүтэцтэй цахиур) болон crystalline silicon (кристалжсан бүтэцтэй цахиур) материалаар бүтээгддэг. HIT нь кристалжсан цахиурыг аморф төрлийн цахиурын ялтсаар бүрсэн N төрлийн хос үет хагас дамжуулагч юм. HIT хагас дамжуулагчийг анх 1990 онд Япон улсын Санио корпораци (Sanyo corporation) амжилттай бүтээсэн байдаг. HIT нь Саниод зохиогчийн эрхийн бүртгэлтэй бөгөөд мөн HJT, HDT, SHJ гэж нэрлэгддэг. Гэхдээ олонхи нь HJT хагас дамжуулагч гэж нэрлэж хэвшсэн. Лабораторийн үзүүлэлтээр HJT хагас дамжуулагчийн АҮК нь 26%-аас их байх боловч, зах зээлд үйлдвэрлэгдэж буй HJT хагас дамжуулагчийн дундаж АҮК нь 23% орчим байдаг. Энэ нь PERC -ын  АҮК-аас илүү өндөр үзүүлэлттэй юм.

HJT  хагас дамжуулагчийг хөгжүүлэх боломж давуу тал:

HJT хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн процесс энгийн байдаг. Тухайлбал, PERC хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлд 8-10 технологийн процесстой бол HJT нь цэвэрлэж хэлбэрт оруулах, аморф цахиурын ялтсаар бүрэх, TCO ялтас бэлтгэх, дэлгэц хэвлэх гэсэн 4 технологийн процесстой байдаг. Эдгээрээс цэвэрлэн хэлбэрт оруулах, дэлгэц хэвлэх процессууд нь үйлдвэрлэлийн үндсэн дамжлага бол аморф цахиурын ялтсаар бүрэх, TCO ялтас бэлтгэх дамжлага зөвхөн HJT-ийн хувьд хийгддэг процесс юм. Үйлдвэрлэлийн бэлтгэл процесс нь маш энгийн бөгөөд ирээдүйд үйлдвэрлэлийн шугамыг хялбаршуулах юм.

Нимгэн ялтсаар бүрэх процесс нь хөгжлийн шинэ боломжийг бий болгоно:

HJT хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэл нь нимгэн ялтсаар бүрэх дамжлагыг сонгодог, энэ нь IBC ба перовскит материалын нэгдэл байж болдог. Энэ нэгдэлийн технологийг хөгжүүлэх олон боломжийг бий болгодог. HBC нь IBC богино залгааны гүйдэл өндөр, HJT сүлжээний хүчдэл өндөр зэрэг үзүүлэлтүүдийг агуулдаг. Лабораторийн туршилтаар АҮК нь 26.63% хүрсэн боловч энэ үзүүлэлтийг нэмэгдүүлэх боломжтой нь батлагдсан.  Перовскит материал ба HJT  хагас дамжуулагчийн нэгдэл нь нарны цацрагийн эрчим хүчний нягтрал сайтай цэнхэр туяаг илүү үр дүнтэй ашиглаж онолын хувьд АҮК 43% хүртэл хувиргадаг. Оксфордын PV судалгааны баг 2021 оны 2 сард перовскит цахиурын давхар хосолмол туйлт бүтэц бүхий нарны зайн АҮК-ийг 29.52%-д хүргэж шинэ дээд амжилт тогтоосон.

БНХАУ-ын Шинэ эрчим хүчний технологийн компаний хөгжүүлсэн “High-efficiency Crystalline Silicon Copper Grid Line Heterojunction Photovoltaic Cell (C-HJT)”-г 2021 оны 2 дугаар сараас Төрийн өмчит эрчим хүчний хөрөнгө оруулалтын корпорацийн Төв судалгааны хүрээлэнгийн удирдамжаар үл хамаарах оюуны өмчийн эрхтэйгээр олон тоогоор үйлдвэрлэж эхэлсэн ба бүтээгдэхүүний АҮК нь 24.53%-д хүрсэн.

Үйлдвэрлэлд гарч буй бэрхшээл ба хөгжлийн чиг хандлага:

HJT хагас дамжуулагч анх 1990 онд гарган авсан боловч үйлдвэрлэлийн өртөг өндөр байсан. БНХАУ-ын хувьд үйлдвэрлэлд шаардлагатай төхөөрөмжүүдийг гадаадаас импортлож байна. Жинши энержи компани (Junshi Energy)  зарим багаж төхөөрөмжийг дотоодод үйлдвэрлэж байна. Бусад үйлдвэрлэгчид төхөөрөмжийг үйлдвэрлэж эхлэж байгаа боловч импортын хамааралтай л байна. Энэхүү үйлдвэрийн хөрөнгө оруулалтын зардал нь 1 тэрбум юань/ГВт болох бөгөөд PERC үйлдвэрийн хөрөнгө оруулалт нь 250 сая юань/ГВт-аас өндөр байна. Иймд HJT нарны зайн үйлдвэрлэлийн эрч их сул байна.

Дотоодын үйлдвэрлэл аажимаар сэргэхэд зардал буурна:

HJT хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн шугамын дотроос дэлгэцийн дотоодын үйлдвэрлэл өндөр хувьтай байхад үлдсэн 3 дамжлагад импортын төхөөрөмж давамгайлж байна. Иймд үйлдвэрийн PECVD ба PVD шугамын төхөөрөмжийг дотоодод үйлдвэрлэх тохиолдолд хөрөнгө оруулалтын зардал бууруулах боломжтой.

Олон талт технологийн туслалцаатайгаар нэмэлт материалын зардлыг бууруулна:

HJT хагас дамжуулагчийг үйлдвэрлэх процесст хэрэглэж буй цэвэрлэгээний озон, устөрөгчийн хэт ислээс гаргаж авсан бодисыг ашигласнаар аммиак-азотоор цэвэрлэх процессын дараа хаягдал ус боловсруулах болон химийн бодисуудын зардал багасч хамгийн шилдэг цэвэрлэгээний аргад тооцогдож байна. Эдгээр химийн нэмэлт бодис болох устөрөгчийн хэт исэл + аммиак мөн азотыг 0.4-0.6 юань, озон + устөрөгчийн хэт исэлийг 0.22-0.3 юаниар импортлож байна. HJT хагас дамжуулагчийг үйлдвэрлэхэд шаардлагатай нэмэлт химийн бодис болон бүтээгдэхүүнийг дотоодын үйлдвэрлэгчид үйлдвэрлэхээр судлаж буй тул импортын бүтээгдэхүүний зардал 80%-иас багагүй буурна гэж тооцож байна.

Шинэ нарны зайн үйлдвэрлэлийн хөрөнгө оруулалт нэмэгдсэн:

Akcome Technology, Risen Energy, Zhongli Group, Trina Solar, Bitai Technology, Junshi Energy, Shanmei International, болон Tongwei зэрэг компаниуд 2020 оноос шинэ технологийн HJT хагас дамжуулагчийг ашиглах төслүүдэд хөрөнгө оруулахаар зарласан байна. Өнөөдрийн байдлаар зах зээлд HJT технологийн нарны зайн хүчин чадал нь 100ГВт хүрсэн байна. 2021 оны хагас жилийн байдлаар шинэ технологийн туршилтын үйлдвэр ашиглалтанд орж хагас дамжуулагчийг үйлдвэрлэж эхэлсэн. БНХАУ-д шинэ технологийн тоноглол үйлдвэрлэх замаар ирээдүйд импортын төхөөрөмжийг орлох боломж харагдаж байна. Үүнтэй зэрэгцээд 2021 онд 3 ГВт хүчин чадалтай хагас дамжуулагч үйлдвэрлэнэ.

HJT хагас дамжуулагч үйлдвэрлэх бүтээн байгуулалт:

Байгаль орчныг хамгаалах, ногоон хөгжлийн асуудалд шинэ энергийн эх үүсвэрийг хөгжүүлэх асуудал сүүлийн жилүүдэд чухал сэдэв болж дэлхий улс орнуудыг хөгжлийн гол зорилт болгоод байна. Олон орны засгийн газар нарны зайн технологийг бүх талаар дэмжиж байна. Дэлхийн нарын эрчим хүчний судалгаа, ашиглалтын хүрээ өсөн нэмэгдэх тусам технологи нь тасралтгүй сайжирч, өртөг буурч буй нь ирээдүйн хөгжлийн хэтийн төлвийг харуулж байна.

Эх сурвалж: min.news

Орчуулсан: инженер Ц.Буянгэрэл /Захирлын туслах/