M10 MBB, N-Type TopCon 108 μισά κύτταρα 420W-435W μαύρο πλαίσιο ηλιακής μονάδας

Η ηλιακή ενέργεια είναι μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω φωτοβολταϊκών (PV) κυψελών.Τα φωτοβολταϊκά στοιχεία κατασκευάζονται συνήθως από πυρίτιο, έναν ημιαγωγό.Το πυρίτιο είναι ντοπαρισμένο με ακαθαρσίες για τη δημιουργία δύο τύπων ημιαγωγών υλικών: τύπου n και τύπου p.Αυτοί οι δύο τύποι υλικών έχουν διαφορετικές ηλεκτρικές ιδιότητες, οι οποίες τα καθιστούν κατάλληλα για διαφορετικές χρήσεις στην παραγωγή ηλιακής ενέργειας.

Στα φωτοβολταϊκά κύτταρα τύπου n, το πυρίτιο είναι εμποτισμένο με ακαθαρσίες όπως ο φώσφορος, οι οποίοι δίνουν περίσσεια ηλεκτρονίων στο υλικό.Αυτά τα ηλεκτρόνια μπορούν να κινούνται ελεύθερα μέσα στο υλικό, δημιουργώντας ένα αρνητικό φορτίο.Όταν η φωτεινή ενέργεια από τον ήλιο πέφτει σε ένα φωτοβολταϊκό στοιχείο, απορροφάται από άτομα πυριτίου, δημιουργώντας ζεύγη ηλεκτρονίων-οπών.Αυτά τα ζεύγη χωρίζονται από ένα ηλεκτρικό πεδίο μέσα στο φωτοβολταϊκό στοιχείο, το οποίο ωθεί τα ηλεκτρόνια προς το στρώμα τύπου n.

Στα φωτοβολταϊκά κύτταρα τύπου p, το πυρίτιο είναι εμποτισμένο με ακαθαρσίες όπως το βόριο, που λιμοκτονούν το υλικό των ηλεκτρονίων.Αυτό δημιουργεί θετικά φορτία, ή τρύπες, που μπορούν να κινούνται γύρω από το υλικό.Όταν η φωτεινή ενέργεια πέφτει σε ένα φωτοβολταϊκό στοιχείο, δημιουργεί ζεύγη ηλεκτρονίων-οπών, αλλά αυτή τη φορά το ηλεκτρικό πεδίο ωθεί τις οπές προς το στρώμα τύπου p.

Η διαφορά μεταξύ των φωτοβολταϊκών κυψελών τύπου n και τύπου p έγκειται στον τρόπο με τον οποίο οι δύο τύποι φορέων φορτίου (ηλεκτρόνια και οπές) ρέουν μέσα στην κυψέλη.Στα φωτοβολταϊκά κύτταρα τύπου n, τα φωτοπαραγόμενα ηλεκτρόνια ρέουν στο στρώμα τύπου n και συλλέγονται από μεταλλικές επαφές στο πίσω μέρος του στοιχείου.Αντίθετα, οι δημιουργούμενες οπές ωθούνται προς το στρώμα τύπου p και ρέουν στις μεταλλικές επαφές στο μπροστινό μέρος της κυψέλης.Το αντίθετο ισχύει για τα φωτοβολταϊκά κύτταρα τύπου p, όπου τα ηλεκτρόνια ρέουν στις μεταλλικές επαφές στο μπροστινό μέρος του στοιχείου και οι οπές ρέουν προς τα πίσω.

Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα των φωτοβολταϊκών κυψελών τύπου n είναι η υψηλότερη απόδοσή τους σε σύγκριση με τα κύτταρα τύπου p.Λόγω της περίσσειας ηλεκτρονίων σε υλικά τύπου n, είναι ευκολότερο να σχηματιστούν ζεύγη ηλεκτρονίων-οπών όταν απορροφάται η φωτεινή ενέργεια.Αυτό επιτρέπει τη δημιουργία περισσότερου ρεύματος εντός της μπαταρίας, με αποτέλεσμα υψηλότερη ισχύ εξόδου.Επιπλέον, τα φωτοβολταϊκά κύτταρα τύπου n είναι λιγότερο επιρρεπή στην υποβάθμιση από ακαθαρσίες, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και πιο αξιόπιστη παραγωγή ενέργειας.

Από την άλλη πλευρά, τα φωτοβολταϊκά κύτταρα τύπου P επιλέγονται συνήθως για το χαμηλότερο κόστος υλικού.Για παράδειγμα, το πυρίτιο εμποτισμένο με βόριο είναι λιγότερο ακριβό από το πυρίτιο με φώσφορο.Αυτό καθιστά τα φωτοβολταϊκά κύτταρα τύπου p μια πιο οικονομική επιλογή για μεγάλης κλίμακας ηλιακή παραγωγή που απαιτεί μεγάλες ποσότητες υλικών.

Συνοπτικά, τα φωτοβολταϊκά κύτταρα τύπου n και τύπου p έχουν διαφορετικές ηλεκτρικές ιδιότητες, που τα καθιστούν κατάλληλα για διαφορετικές εφαρμογές στην παραγωγή ηλιακής ενέργειας.Ενώ τα κύτταρα τύπου n είναι πιο αποτελεσματικά και αξιόπιστα, τα κύτταρα τύπου p είναι γενικά πιο οικονομικά.Η επιλογή αυτών των δύο ηλιακών κυψελών εξαρτάται από τις συγκεκριμένες ανάγκες της εφαρμογής, συμπεριλαμβανομένης της επιθυμητής απόδοσης και του διαθέσιμου προϋπολογισμού.