Ogniwa słoneczne typu N VS. Ogniwa słoneczne typu P: Które z nich jest lepsze?

Spis treści：

1. Podstawowe różnice między ogniwami słonecznymi typu N i typu P

2. Zalety i wady ogniw słonecznych typu N i typu P

3. Ogniwa słoneczne typu N VS. Ogniwa słoneczne typu P

4. Zastosowania ogniw słonecznych typu N i ogniw słonecznych typu P

5. Panel słoneczny typu N lub typu P, który wybrać?

Standardowe ogniwo słoneczne z krzemu krystalicznego (c-Si) to wafel krzemowy, który został domieszkowany różnymi substancjami chemicznymi w celu zwiększenia mocy wyjściowej. Podstawową różnicą między ogniwami słonecznymi typu P i typu N jest liczba elektronów. Ogniwa typu P są często domieszkowane borem, który ma o jeden elektron mniej niż krzem (tworząc ogniwo naładowane dodatnio). Ogniwa typu N są domieszkowane fosforem, który zawiera jeden dodatkowy elektron niż krzem (przez co ogniwo jest naładowane ujemnie).

Ogniwa słoneczne typu N

Ogniwa słoneczne typu N wykorzystują wafle krzemowe typu N jako surowiec i są produkowane przy użyciu różnych technik, w tym TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact), HJT (Heterojunction with Intrinsic Thin layer), PERT/PERL (Passivated Emitter Rear Totally Diffused/Passivated Emitter Rear Locally Diffused), IBC (Interdigitated Back Contact) i tak dalej. Obszar c-si panelu słonecznego typu N jest naładowany ujemnie ze względu na domieszkowanie fosforem wafla. Górna warstwa emitera jest naładowana ujemnie z powodu domieszki boru.

Ogniwa słoneczne typu P

Ogniwa słoneczne typu P wykorzystują wafle krzemowe typu P jako surowiec i są produkowane głównie przy użyciu tradycyjnej technologii Al-BSF (Aluminum Back Surface Field) i technologii PERC (Passivated Emitter Rear Contact). Panele słoneczne typu P mają wyraźny obszar c-si, który jest naładowany ujemnie z powodu domieszki boru. Górna warstwa emitera jest naładowana dodatnio dzięki domieszce fosforu. Technologia PERC jest częściej stosowana na rynku.

Ogólnie rzecz biorąc, ogniwa typu N mają następujące zalety i wady, które opisano bardziej szczegółowo poniżej.

Zalety：

1. Nie podlegają degradacji spowodowanej światłem

2. Długa żywotność

3. Wyższa wydajność konwersji niż ogniwa typu P

Wady：

1. Bardziej kosztowne

2. Mały udział w rynku

Krótko podsumowując, ogniwa typu P mają następujące zalety i wady, które opisano bardziej szczegółowo poniżej.

Zalety：

1. Niższe koszty

2. Szeroko dostępne

3. Wysoka odporność na promieniowanie

Wady：

1. Cierpią z powodu wady degradacji wywołanej światłem (LID)

2. Nie tak trwałe jak ogniwa słoneczne typu N

(1) Pod względem szybkości bifacjalnej, ogniwa słoneczne typu N mają wyższą szybkość bifacjalną niż ogniwa słoneczne typu P. Ogniwo PERC (typu P) ma współczynnik bifacial wynoszący 75%, TOPCon (typu N) ma współczynnik bifacial wynoszący 85%, a HJT (typu N) ma współczynnik bifacial wynoszący około 95%. Im wyższy współczynnik bifacial, tym większy przyrost mocy generowanej z tyłu modułu, szczególnie w elektrowniach fotowoltaicznych o wysokim współczynniku odbicia powierzchni.

(2) Pod względem współczynnika temperaturowego, ogniwa PERC mają jeden z najniższych współczynników na poziomie -0,37%/°C, ogniwa TOPCon mają jeden z najwyższych współczynników na poziomie -0,29%/°C, a ogniwa HJT mają jeden z najniższych współczynników na poziomie -0,24%/°C. Ogniwa typu N mają niższy współczynnik temperaturowy niż ogniwa typu P, dlatego też wysokie temperatury mają na nie mniejszy wpływ, co przekłada się na wyższą wydajność wytwarzania energii i przydatność w miejscach o lepszych warunkach napromieniowania.

(3) Jeśli chodzi o tłumienie, płytki krzemowe typu N są domieszkowane fosforem i mają bardzo niską zawartość boru, więc degradacja światła (LID) generowana przez pary boru i tlenu praktycznie nie istnieje. Moduł PERC wykazuje 2%-2,5% tłumienia w pierwszym roku i 0,45%-0,55% tłumienia rok po roku, moduł TOPCon wykazuje 1% tłumienia w pierwszym roku i 0,40% tłumienia rok po roku, a moduł HJT wykazuje 1% tłumienia w pierwszym roku i 0,25% tłumienia rok po roku. W przypadku tej samej kompleksowej mocy wyjściowej, cały cykl życia modułu typu N generuje więcej mocy niż moduł PERC, a przestrzeń premium jest większa.

(4) Jeśli chodzi o wydajność wytwarzania energii, ogniwa typu N mają dłuższą żywotność oligomeru niż ogniwa typu P, co może znacznie poprawić napięcie obwodu otwartego akumulatora i prowadzić do wyższej wydajności konwersji akumulatora. Bor, który jest stosowany w ogniwach typu P, działa wystarczająco dobrze, ale ma istotne wady. Z jednego powodu powoduje on degradację indukowaną światłem (LID), która wpływa na efektywność paneli słonecznych o około 1,5% po kilku pierwszych dniach ich działania na słońcu. Ten efekt LID nie jest oszustwem. Jest on uwzględniony w mocy paneli. Zmniejsza on jednak wydajność i jest jednym z powodów, dla których ludzie często mają zbyt duże nadzieje co do ilości energii elektrycznej wytwarzanej przez ich nowe systemy solarne. Panele słoneczne typu N mogą osiągać sprawność na poziomie do 25,7% w porównaniu do 23,6% w przypadku paneli typu P. Wysoka sprawność konwersji może zwiększyć wytwarzanie energii na jednostkę powierzchni przy jednoczesnym obniżeniu kosztów produkcji energii PV.

(5) Jeśli chodzi o efekt słabego oświetlenia, baterie typu N mają lepszą reakcję spektralną w warunkach słabego oświetlenia, dłuższy efektywny czas pracy i mogą generować energię elektryczną w okresach o niskim natężeniu promieniowania, takich jak poranek i wieczór, pochmurne i deszczowe dni, przy lepszej ekonomii niż baterie typu P.

(6) Pod względem kosztów, cena ogniw słonecznych ostatnio spadła, przy czym ogniwa typu P kosztują około 0,081 euro/W, a ogniwa typu N kosztują około 0,088 euro/W. Ogniwa słoneczne typu P mają przewagę cenową nad ogniwami typu N. Wynika to z faktu, że panele słoneczne typu P istnieją na rynku od znacznie dłuższego czasu i dostępna jest większa liczba technologii produkcyjnych umożliwiających tworzenie paneli słonecznych typu P po niższych kosztach niż w przypadku paneli słonecznych typu N.

(7) Porównując ogólną żywotność, panele słoneczne typu n mają dłuższą żywotność niż panele słoneczne typu p ze względu na ich konstrukcję. Si (krzemowe) ogniwa słoneczne typu N mają bardzo niską zawartość boru, a wywołane światłem efekty degradacji spowodowane przez pary bor-tlen mogą być w dużej mierze pominięte. W konsekwencji, ogniwa słoneczne z Si typu N mają dłuższy czas życia nośników mniejszościowych w porównaniu do ogniw słonecznych z Si typu P. Zalety te sprawiają, że ogniwa słoneczne z Si typu N mają dłuższą żywotność i wyższą wydajność.

(8)Chociaż pierwsze ogniwo słoneczne wynalezione przez Bell Labs w 1954 roku było typu N, struktura typu P stała się bardziej dominująca ze względu na zapotrzebowanie na technologie słoneczne w kosmosie. Ogniwa typu P okazały się bardziej odporne na promieniowanie kosmiczne i degradację.

Tworzenie modułu słonecznego od surowca do gotowego produktu.

Zdjęcie dzięki uprzejmości PVInsights.com

Przed 2016 r. udział w rynku technologii ogniw aluminiowych typu back-site field (BSF) jako pierwszej generacji technologii ogniw fotowoltaicznych wynosił ponad 90%. Począwszy od 2016 roku, ogniwa PERC zaczęły zyskiwać na popularności i do 19 roku przyćmiły technologię BSF, stając się drugą generacją technologii ogniw fotowoltaicznych głównego nurtu, z udziałem w rynku sięgającym 65%.

Ogniwa PERC to technologia pasywacji emitera i tylnej strony ogniwa, która wykorzystuje folię pasywacyjną do pasywacji tylnej strony, wzmacniając wewnętrzne odbicie światła w krzemowej podstawie, obniżając współczynnik związku tylnej strony i zwiększając wydajność ogniwa. W tej chwili technologia baterii PERC jest bardziej dojrzała i opłacalna, ale wydajność produkcji masowej osiągnęła 23,2%, stopniowo zbliżając się do teoretycznej wydajności granicznej 24,5% lub więcej, wydajność wąskiej przestrzeni dla mobilności w górę, a baterie typu P ze względu na zjawisko tłumienia światła bogatego w tlen boru nie mogą być całkowicie rozwiązane, producent będzie musiał zmierzyć się z inwestycją krańcowej stopy korzyści malejącego tempa efektu rozwoju baterii typu P jest bardzo ograniczona przestrzeń.

Wraz ze wzrostem zapotrzebowania rynku na wydajność konwersji baterii, producenci fotowoltaiki zaczęli tworzyć wyższą granicę wydajności konwersji następnej generacji technologii baterii - wysokowydajne baterie typu N. Akumulatory typu N to TOPCon, HJT, IBC jako przedstawiciel wysokowydajnej konwersji, antydegradacji, niskiego współczynnika temperaturowego, dwustronnej szybkości o wysokich zaletach, co sprzyja poprawie przyrostu mocy fotowoltaicznej, obniżeniu kosztów energii elektrycznej i obniżeniu kosztów energii elektrycznej. Sprzyja to zwiększeniu przyrostu mocy fotowoltaicznej i obniżeniu kosztów wytwarzania energii elektrycznej i ma szerokie perspektywy rozwoju, ale wciąż znajduje się na wczesnym etapie industrializacji ze względu na wysokie koszty inwestycji.

Według China Photovoltaic Industry Association, nowa linia produkcyjna w 2022 r. była nadal zdominowana przez linie produkcyjne ogniw PERC. Jednak w drugiej połowie roku część mocy produkcyjnych ogniw typu N została uwolniona, a udział w rynku ogniw typu P został zmniejszony do 87,5%, podczas gdy udział w rynku ogniw typu N stopniowo wzrastał do 9,1%. W miarę jak zalety ogniw typu N stawały się coraz bardziej rozpoznawalne, zyskiwały one coraz większą popularność i były wykorzystywane przez coraz większą liczbę osób. W związku z tym oczekuje się, że zastosowanie ogniw typu N przewyższy zastosowanie ogniw typu P w najbliższej przyszłości.

Według International Technology Roadmap for Photovoltaics (ITRPV), ogniwa mono-c-Si typu P będą kontrolować około 30% rynku do 2028 roku, podczas gdy ogniwa mono-c-Si typu N wzrosną do około 28% z zaledwie 5% w 2017 roku. Odpowiada to zapotrzebowaniu branży na dodatkowe wysokowydajne moduły, dlatego klienci z branży solarnej mogą spodziewać się większej liczby projektów typu N na rynku.

Udział w rynku ogniw słonecznych typu p i n. Źródło: ITRPV

Wybierając komponenty do nowego systemu energii słonecznej, należy najpierw zdecydować, czy panele słoneczne typu N czy P są dla nas odpowiednie. Decydując się na panele słoneczne typu P lub N, należy wziąć pod uwagę budżet, wymagania energetyczne i dostępną przestrzeń montażową.

Jeśli chodzi o prosty koszt instalacji, panele słoneczne typu N będą droższe niż panele typu P. Jeśli chodzi o zapotrzebowanie na energię, panele słoneczne typu N będą w stanie wyprodukować więcej energii niż panele typu P ze względu na ich wyższy poziom wydajności.

Ilość dostępnego miejsca na instalację paneli będzie miała znaczący wpływ na wybrany typ. Jeśli nie masz dużo miejsca, ale masz duże zapotrzebowanie na energię, powinieneś wybrać panel słoneczny typu N, który będzie działał na wyższym poziomie wydajności.

Jeśli dysponujesz większą przestrzenią montażową i bardziej martwisz się o cenę, możesz zdecydować się na panele słoneczne typu P, które są nieco mniej wydajne, ale tańsze dla zwykłego właściciela domu.

Maysun Solar specjalizuje się w produkcji wysokiej jakości modułów fotowoltaicznych od 2008 roku. Oferujemy szeroki wybór paneli fotowoltaicznych w kolorze czarnym, z czarną ramą, srebrnych i szklanych, wykorzystujących technologie half-cut, MBB, IBC i Shingled. Panele te oferują doskonałą wydajność i stylowe wzornictwo, które doskonale komponuje się z każdym budynkiem. Maysun Solar z powodzeniem stworzył biura, magazyny i długoterminowe relacje z doskonałymi instalatorami w wielu krajach! Prosimy o kontakt w celu uzyskania najnowszych ofert modułów lub wszelkich zapytań związanych z fotowoltaiką. Z przyjemnością pomożemy.

Numer referencyjny:

N ͅ P Ҫ - OFWeek . (n.d.). https://solar.ofweek.com/2023-03/ART-260001-11000-30589962.html

Brakels, R. (2017). P-Type And N-Type Solar Cells’ Excellent Electron Adventure. Solar Quotes Blog. https://www.solarquotes.com.au/blog/p-type-and-n-type-solar-cells-excellent-electron-adventure/

Chint. (2023, July 20). N-Type VS. P-Type Solar Panels: Which one should you choose? CHINT. https://chintglobal.com/blog/n-type-vs-p-type-solar-panels/

N غ P ص - OFWeek . (n.d.). https://solar.ofweek.com/2023-03/ART-260006-11000-30589634.html

Pickerel, K. (2018, December 20). The difference between n-type and p-type solar cells. Solar Power World. https://www.solarpowerworldonline.com/2018/07/the-difference-between-n-type-and-p-type-solar-cells/

Renewables, G. (2021). Solar Cell Efficiency: N-type v. P-type. Greentech Renewables. https://www.greentechrenewables.com/article/solar-cell-efficiency-n-type-v-p-type

Shanghai Kinmachi New Material Technology Co. (n.d.). A Brief Overview of PV Cell Technology Iteration - From PERC to TOPCon. Zhihu column.

https://zhuanlan.zhihu.com/p/486612755

Akcome Classroom | The difference between P-type and N-type solar cells, do you know? Akcome News_Media Centre_Zhejiang Akcome New Energy Technology Co. (n.d.). https://www.akcome.com/news_list/589.html

Możesz także polubić: