Do produkcji modułów fotowoltaicznych wykorzystuje się różnego rodzaju technologie. Ich celem jest zwiększenie efektywności oraz wydajności pracy paneli fotowoltaicznych. PERC, Half-Cut, MWT – to nazwy, które zna już większość osób interesujących się OZE i fotowoltaiką. Coraz częściej jednak usłyszeć można o kolejnych nowych technologiach. Mowa tutaj o N-type. Czy ogniwa typu N będą stanowiły o przyszłości instalacji fotowoltaicznych? Czym różnią się od P-type?
Przeczytaj także:
Czym różni się ogniwo N-type od P-type?
Moduły fotowoltaiczne, które wykonane są z krzemu krystalicznego produkują energię elektryczną przez tworzenie w krzemowej płytce półprzewodnikowego złącza P-N. Litery P i N odnoszą się do skrótów Positive i Negative. W ogniwach P-type stosuje się domieszki boru, które mają jeden elektron mniej niż krzem. W taki sposób powstają dziury elektronowe. Ogniwa N-type wykorzystują z kolei domieszki fosforu, który ma o jeden elektron więcej niż krzem co powoduje powstawanie ujemnych dziur elektronowych. Tłumacząc to na prostszy język – ogniwa N zbudowane są w większej części z krzemu typu N i cienkiej warstwy krzemu typu P. Zaś ogniwa P-type odwrotnie. W obu ogniwach obecne jest złącze P-N, ale jest ono inaczej spolaryzowane, ponieważ N-type tworzą polaryzację ujemną, a P-type dodatnią.
Jakie są różnice w cenach i sprawności tych technologii
Mimo iż ogniwa typu N powstały jako pierwsze, bo już w 1954 roku, przeważająca część firm fotowoltaicznych przez wiele lat opierała technologię paneli fotowoltaicznych na ogniwach typu P. Zaskoczeniem nie powinna być informacja, że głównym czynnikiem wpływającym na taki stan rzeczy była niższa cena wyrobu modułów wykorzystujących technologię P-type. Obecnie jednak te granice zaczynają się zazębiać. Biorąc pod uwagę fakt, że N-type zawierają większą ilość krzemu i domieszkę fosforu, mają one właściwości wybuchowe. Proces produkcji tych komponentów instalacji fotowoltaicznych musi koniecznie być dokładniejszy. Zabezpieczenia i testy oczywiście kosztują, co przez lata odbijało się na ogólnej cenie ogniw N-type. Wraz z rosnącą popularnością technologii N, koszty z pewnością jeszcze bardziej się wyrównają.
Co do sprawności tych technologii – przewagę mają N-type nad swoim zamiennikiem. W przypadku P-type została już osiągnięta najwyższa sprawność na poziomie 24,5 procent. Z kolei N-type mają znacznie wyższą sprawność, sięgającą 28,7 procent. Poza tym mają one lepszy współczynnik temperaturowy, czego efektem jest większa produkcja energii elektrycznej w trakcie upalnych dni. Cechują się także wyższą odpornością na degradację LID, czyli utratę wydajności w wyniku oddziaływania światła słonecznego. LID powstaje najczęściej, gdy w płytkach krzemowych tworzą się związki boru i tlenu, a że ogniwa typu N zawierają mniej boru, są o wiele mniej narażone na występowanie tego zjawiska. Dzięki temu gwarancja na ich wydajność może być dłuższa niż w przypadku ogniw typu P.
Warto jednak dodać, że obecnie ogniwa P-type zamiast boru mają także inny pierwiastek, zwany galem. Ma on także jeden elektron mniej niż krzem, dzięki czemu dodanie go do krzemu pozwala wytworzyć pole elektryczne. Zastosowanie galu ma jedną zaletę – otóż nie dochodzi wtedy w ogniwach do reakcji na linii bor tlen, która odpowiada za degradację LID.
Czy moduły typu N będą przyszłością fotowoltaiki?
Jeszcze kilka lat temu panele fotowoltaiczne typu N nie były tak często stosowane i oferowała je mała liczba producentów. Obecnie ten trend się zmienia. W latach 20-22 liderzy na rynku fotowoltaicznym zaczęli się przestawiać na nową technologię, a to sprawiło, że cały rynek stopniowo przestawia się na panele w N-type. Scenariusze rozwoju tej branży pokazują, że do 2030 roku ogniwa typu staną się standardem.
Ogniwa N-type i P-type – co wybrać do instalacji fotowoltaicznej?
Oba moduły są wysoce wydajne i generują zyski gwarantujące zaspokojenie zapotrzebowania energetycznego gospodarstw domowych oraz długoterminowe oszczędności. Warto również pamiętać, że rodzaj zastosowanych ogniw jest tylko jednym z wielu parametrów, na jakie powinno się zwrócić uwagę podczas wyboru paneli fotowoltaicznych. Istotne są także inne parametry, jak na przykład współczynnik temperaturowy, roczny spadek mocy, czy dodatkowe technologie stosowane podczas produkcji modułów fotowoltaicznych.
Ogniwa P-type przez wiele lat oferowały najwyższą sprawność na rynku i były opcją wspieraną praktycznie przez wszystkich czołowych producentów. Technologii towarzyszy jednak nieustanny rozwój, a firmy produkujące panele do fotowoltaiki dążą do osiągnięcia najwyższej jakości swoich produktów z jednoczesnym zachowaniem jak najniższych kosztów produkcyjnych. Skupienie się na ogniwach typu N jest tego kolejnym przejawem.
