Quels sont les panneaux solaires HJT?

Que sont les panneaux solaires HJT ?

Les panneaux solaires à hétérojonction (HJT) — également connus sous le nom de hétérojonction de silicium (SHJ) ou panneaux HIT (hétérojonction avec couche mince intrinsèque) — représentent une fusion de pointe des technologies solaires cristallines et à couches minces. Construits sur une base de silicium monocristallin de type N, ces cellules solaires sont recouvertes de silicium amorphe intrinsèque et dopé, ce qui se traduit par une très haute efficacité, une grande durabilité et des performances bifaciales supérieures.

Structure avancée et processus de fabrication

Les panneaux solaires HJT sont conçus grâce à un processus de construction multicouche sophistiqué qui commence par une plaquette de silicium monocristallin de type N de haute pureté comme substrat de base. Cette cellule de base subit un processus de dépôt précis où des couches ultra-minces de silicium amorphe intrinsèque (non dopé) sont appliquées sur les deux surfaces, suivies de couches de silicium amorphe dopé. Cette structure complexe crée de multiples hétérojonctions entre le silicium cristallin et les couches de silicium amorphe, améliorant considérablement la séparation des porteurs de charge et l'efficacité de la collecte. Le processus de fabrication nécessite des équipements spécialisés et des environnements contrôlés, fonctionnant généralement à des températures plus basses que la production de cellules solaires conventionnelles afin de préserver les propriétés délicates de l'interface et de minimiser la dégradation thermique.

Avantages de performance inégalés

L'architecture unique des panneaux HJT offre des caractéristiques de performance exceptionnelles qui surpassent les technologies solaires conventionnelles. En combinant le rendement élevé du silicium monocristallin avec les excellentes propriétés de passivation de surface du silicium amorphe, les cellules HJT atteignent des rendements de conversion généralement compris entre 24 % et 26 %, avec des prototypes de laboratoire dépassant 26 %. La structure symétrique et le faible coefficient de température (environ -0,25 % par °C) garantissent des performances stables dans des conditions réelles, y compris les environnements à haute température où les panneaux traditionnels subissent une dégradation importante de l'efficacité. De plus, la conception bifaciale capture la lumière réfléchie et diffuse de la face arrière, augmentant potentiellement le rendement énergétique jusqu'à 25 % en fonction de l'albédo de surface et de la configuration de l'installation.

Durabilité et longévité accrues

Les panneaux HJT présentent une fiabilité supérieure et une durée de vie opérationnelle prolongée par rapport aux technologies photovoltaïques conventionnelles. Les couches de silicium amorphe intrinsèque offrent une passivation de surface exceptionnelle qui réduit considérablement la recombinaison des porteurs aux surfaces du silicium, maintenant une efficacité plus élevée dans le temps. La méthodologie de construction et la sélection des matériaux se traduisent par des taux de dégradation exceptionnellement faibles, plusieurs fabricants garantissant 90 % de la puissance de sortie initiale après 25 ans de fonctionnement. De plus, la structure cellulaire robuste démontre une résistance accrue à la dégradation induite par le potentiel (PID) et à la dégradation induite par la lumière (LID), des mécanismes de défaillance courants dans les panneaux solaires standard qui peuvent compromettre les performances à long terme et le retour sur investissement.

Avantages environnementaux et économiques

D'un point de vue de la durabilité, la technologie HJT offre plusieurs avantages distincts. Le processus de fabrication consomme moins d'énergie et de silicium par watt par rapport à la production de cellules solaires conventionnelles, tandis que le rendement plus élevé se traduit par des exigences d'espace réduites pour une puissance de sortie équivalente. Le coefficient de température supérieur et le gain bifacial augmentent la récolte d'énergie par capacité installée, améliorant considérablement le coût actualisé de l'électricité (LCOE) dans diverses conditions climatiques. Bien que les coûts de fabrication initiaux restent supérieurs à ceux de la technologie PERC grand public, les innovations de processus en cours et les effets d'échelle améliorent constamment la compétitivité des coûts tout en maintenant des avantages de performance qui offrent une plus grande valeur à vie.

Position sur le marché et perspectives d'avenir

La technologie HJT a gagné une traction importante sur le marché alors que les fabricants recherchent des moyens de dépasser les limites d'efficacité des cellules solaires conventionnelles. Représentant actuellement un segment premium du marché photovoltaïque, les panneaux HJT sont particulièrement favorisés pour les installations à espace limité et les applications exigeant un rendement énergétique maximal. La recherche en cours se concentre sur la réduction de la consommation d'argent grâce à des techniques de métallisation avancées, l'intégration de technologies d'interconnexion de fils intelligents et le développement de configurations tandem avec des cellules pérovskites qui pourraient potentiellement pousser les rendements au-delà de 30 %. À mesure que la production augmente et que les innovations de fabrication continuent de faire baisser les coûts, la technologie HJT est en passe de passer d'une solution haut de gamme à une option grand public dans la transition mondiale vers une production d'énergie solaire à très haut rendement.