Ogniwa N-Type i P-Type – jakie są różnica?

Panele fotowoltaiczne, które wykorzystują światło słoneczne do wytwarzania energii elektrycznej, opierają swoją konstrukcję na dość skomplikowanej technologii ogniw. Istnieją dwa główne rodzaje ogniw: N-Type i P-Type.

Choć oba spełniają tą samą funkcję, mają nieco odmienne właściwości, które wpływają na ich wydajność, trwałość i efektywność. W niniejszym artykule przeanalizujemy główne różnice pomiędzy ogniwami N-Type i P-Type.

Budowa paneli fotowoltaicznych

Panel fotowoltaiczny, zwany także modułem fotowoltaicznym, składa się z połączonych szeregowo lub równolegle ogniw fotowoltaicznych umieszczonych w zabezpieczonej obudowie. Ogniwa te wykonane są z monokrystalicznego lub polikrystalicznego krzemu, który dzięki efektowi fotoelektrycznemu przekształca energię promieniowania słonecznego na energię elektryczną.

Górna część panelu jest pokryta szkłem hartowanym, które zapewnia ochronę przed uszkodzeniami, wilgocią i substancjami chemicznymi, jednocześnie zachowując wysoką przepuszczalność światła. Często szkło to jest dodatkowo powlekane warstwami o różnych właściwościach, takimi jak samooczyszczające, antyrefleksyjne czy hydrofobowe.

Ponadto ogniwa fotowoltaiczne są zabezpieczone specjalną folią z tworzywa sztucznego, zwaną folią EVA, która chroni je przed czynnikami zewnętrznymi i zwiększa wytrzymałość całego modułu. Pomiędzy folią a szybą znajduje się warstwa ogniw krzemowych o zmiennej grubości, zwykle wynoszącej od 0,3 mm do kilkudziesięciu mikronów.

Od dołu moduł zabezpieczony jest również laminatem oraz zazwyczaj warstwą folii elektroizolacyjnej, której kolor może być czarny, biały lub transparentny. Dodatkowo panel fotowoltaiczny zawiera inne elementy, takie jak gniazdo przyłączeniowe, okablowanie i aluminiowa rama.

Moduł podłączony jest do złączy elektrycznych umożliwiających przesyłanie wygenerowanego prądu. Ponadto powinien być umieszczony na sztywnej konstrukcji zapewniającej stabilność całej instalacji.

Ogniwa N-Type i P-Type – czym się różnią?

P i N to skróty od „positive” (P-type) i „negative” (N-type), wskazujące na polaryzację dodatnią lub ujemną krzemu. Dodatkowo w ogniwach typu P występuje więcej dziur elektronowych, natomiast w ogniwach typu N jest więcej wolnych elektronów.

Ogniwa PV typu P są zbudowane głównie z krzemu typu P i cienkiej warstwy krzemu typu N, a w przypadku ogniw typu N jest odwrotnie. To główna różnica pomiędzy tymi dwoma typami ogniw. Przekłada się to na ich następujące właściwości:

• Sprawność – obecnie ogniwa typu N mają sprawność na poziomie około 25%, z prognozami wskazującymi na możliwość osiągnięcia nawet 29%. W przypadku ogniw typu P sprawność ta wynosi maksymalnie 24%.
• Wydajność – ogniwa typu N charakteryzują się znacznie wyższą wydajnością niż P-Type, sięgającą nawet 22%.
• Żywotność – ogniwa N-Type ulegają mniejszej degradacji spowodowanej światłem. Dzieje się tak dzięki zastosowaniu fosforu zamiast boru, co eliminuje defekt borowo-tlenowy i sprawia, że są odporne na tzw. efekt LID (Light Induced Degradation). Ponadto są mniej podatne na zanieczyszczenia.
• Odporność na wysokie temperatury – ogniwa typu N są bardziej odporne na działanie wysokich temperatur, co przekłada się na większą efektywność paneli i mniejszą awaryjność w porównaniu z ogniwami typu P.

Chociaż ogniwa N-type zostały wynalezione wcześniej niż P-type, to właśnie ogniwa typu P stanowią aż 90% ogniw dostępnych na rynku. Jest to spowodowane głównie tym, że na początku technologia fotowoltaiczna była wykorzystywana przede wszystkim w przemyśle kosmicznym, ponieważ ogniwa typu N były bardziej odporne na promieniowanie kosmiczne.

Jednakże były one znacznie droższe, co spowodowało, że wraz z rozwojem przemysłu fotowoltaicznego oraz jego rozszerzeniem na inne dziedziny, ogniwa typu N zastąpiono głównie przez ogniwa typu P.

Ceny ogniw

Ceny ogniw fotowoltaicznych typu P są niższe ze względu na ich większą popularność oraz prostszą technologię produkcji. Jednak wraz z rosnącym zainteresowaniem modułami wykorzystującymi ogniwa typu N, można spodziewać się spadku ich cen w przyszłości.

Już teraz obserwuje się znaczący wzrost popularności instalacji fotowoltaicznych opartych na tej technologii, co skłania wielu czołowych producentów do rozpoczęcia produkcji ogniw typu N. W perspektywie długoterminowej istnieje nawet możliwość, że ogniwom typu N uda się całkowicie zastąpić technologię typu P na rynku fotowoltaiki.

Wnioskując, ogniwa N-Type wyróżniają się wyższą wydajnością, odpornością na degradację oraz niższym współczynnikiem temperaturowym. Z kolei ogniwa P-Type charakteryzują się niższą ceną i większą popularnością. Jednak dzięki postępowi technologicznemu, moduły wykorzystujące ogniwa typu N stają się coraz bardziej popularne

Helios Strategia do budowy farm fotowoltaicznych wykorzystuje wyłącznie wysokiej jakości panele fotowoltaiczne. Dzięki naszemu doświadczeniu i zaangażowaniu w rozwój energii odnawialnej, zapewniamy innowacyjne rozwiązania, które przynoszą korzyści dla środowiska i Twojego portfela.