каква е разликата между слънчевите клетки тип P и тип N
Sep 02, 2022
На първо място, основата на принципа на работа на слънчевите клетки е фотоволтаичният ефект на полупроводниковия PN преход. Така нареченият фотоволтаичен ефект е ефект, при който се генерират електродвижеща сила и ток, когато обектът е осветен, състоянието на разпределение на заряда в обекта се променя. Когато слънчева или друга светлина удари PN прехода на полупроводника, се появява напрежение от двете страни на PN прехода, наречено фотогенерирано напрежение.
P-тип силиций и N-тип силиций
Когато се добави енергия към чистия силиций (като например под формата на топлина), това кара няколко електрона да се откъснат от техните ковалентни връзки и да напуснат атома. Всеки път, когато електрон напусне, след него остава дупка. След това тези електрони ще се скитат из решетката, търсейки друга дупка, в която да се установят. Тези електрони се наричат свободни носители и могат да пренасят електрически ток. Смесването на чист силиций с фосфорни атоми изисква много малко енергия, за да се освободи определен "излишен" електрон от фосфорния атом (най-външните пет електрона). Когато се легира с фосфорни атоми, полученият силиций, известен като N-тип ("n" означава отрицателно зареден), само част от слънчевата клетка е N-тип.
Друга част от силиция е легирана с бор и най-външната електронна обвивка на бор има само три вместо четири електрона, така че може да се получи силиций от P-тип. В p-тип силиций няма свободни електрони.
P-тип слънчева клетка и N-тип слънчева клетка
Борният елемент се разпространява върху p-тип полупроводников материал, за да образува слънчева клетка със структура от n/p-тип, която е p-тип силициева пластина;
Фосфорът се инжектира в полупроводниковия материал от N-тип, за да се образува слънчева клетка със структура от тип ap/n, която е силиконова пластина от N-тип;
Понастоящем масовият продукт във фотоволтаичната индустрия са силициеви пластини тип P. Силициевите пластини тип P имат прост производствен процес и ниска цена. Силиконовите пластини от N-тип обикновено имат по-дълъг живот на малцинствения носител и по-висока ефективност на клетките, но процесът е по-сложен. Силициевите пластини N-тип са легирани с фосфорни елементи, фосфорът и силицийът имат лоша съвместимост и разпределението на фосфора е неравномерно при издърпване на пръта. Силициевите пластини тип P са легирани с елементи от бор и коефициентите на сегрегация на бор и силиций са еквивалентни и равномерността на дисперсията е лесна за контролиране.
Високата ефективност на силициевите клетки в момента е целта на фотоволтаичната индустрия, тъй като се смята, че подобряването на ефективността означава повече конкурентоспособност. Въпреки това, най-високата ефективност на фотоволтаичните модули тип P има своето присъщо тясно място. Когато фотоволтаичните модули N-тип получат висока ефективност, трудността на процеса се увеличава и цената също се увеличава. Средата на приложение на фотоволтаичните клетки е много тежка, така че тяхната дългосрочна стабилност ще се превърне в ключов фактор, който трябва да се има предвид в бъдеще. Следователно бъдещата фотоволтаична индустрия и приложения трябва да търсят баланс в трите аспекта ефективност-цена-дългосрочна надеждност.