Фотаэлектрычныя (ФЭ) элементы звычайна вырабляюцца з паўправадніковых матэрыялаў, такіх як крэмній, і маюць як станоўчыя, так і адмоўныя электроды. Пры ўздзеянні сонечнага святла ўзнікае фотаэлектрычны эфект, імгненна пераўтвараючы светлавую энергію ў электрычную энергію ў выглядзе пастаяннага току (DC). Гэтая электрычнасць можа захоўвацца ў батарэях або пераўтварацца ў пераменны ток (AC) з дапамогай інвертара для задавальнення розных патрэб у энергіі. ФЭ элементы часта злучаюцца паслядоўна або паралельна, утвараючы модулі, якія затым збіраюцца ў масівы для атрымання большай энергіі.
1. Алюмініевыя ячэйкі з задняй паверхняй (BSF)
Структура і прынцып
Сонечныя элементы BSF — гэта распаўсюджаны тып сонечных элементаў, у якіх у якасці задняга электрода выкарыстоўваецца алюмініевае пакрыццё. Гэта стварае задняе электрычнае поле, якое дапамагае накіроўваць электроны да задняга электрода, павышаючы эфектыўнасць пераўтварэння энергіі. Вытворчы працэс уключае легаванне крэмніевай паверхні фосфарам для стварэння N-тыпу вобласці, нанясенне плёнкі або пакрыцця для фарміравання P-тыпу вобласці на пярэдняй частцы і фарміраванне pn-пераходу. Нарэшце, для збору току дадаюцца металічныя сеткі.
Гісторыя развіцця
Упершыню прапанаваныя ў 1973 годзе, элементы BSF былі самай ранняй камерцыйна выкарыстанай структурай крышталічных крэмніевых элементаў. Да 2016 года яны займалі больш за 90% рынку.
Перавагі
Клеткі BSF адрозніваюцца сваёй прастатой, эканамічнай эфектыўнасцю і развітой тэхналогіяй.
2. PERC-элементы
Паходжанне наймення
PERC расшыфроўваецца як пасіўаваны выпраменьвальнік і задняя ячэйка.
Працэс і прадукцыйнасць
Абапіраючыся на традыцыйныя элементы BSF, тэхналогія PERC дадае два ключавыя этапы: пасівацыю задняй паверхні і лазернае адкрыццё, што значна павышае эфектыўнасць. Вытворчы працэс уключае ачыстку і тэкстураванне пласцін, дыфузію для стварэння p-n пераходаў, лазернае легіраванне для селектыўных эмітараў, заднюю пасівацыю, лазернае свідраванне, трафарэтны друк, спяканне і выпрабаванні.
Перавагі
PERC-элементы адрозніваюцца простай структурай, кароткім вытворчым працэсам і высокай сталасцю абсталявання.
3. Гетэраюнкцыйныя (HJT) клеткі
Структура
Элементы HJT — гэта гібрыдныя сонечныя элементы, якія спалучаюць крышталічныя крэмніевыя падкладкі і аморфныя крэмніевыя плёнкі. Яны ўключаюць уласныя аморфныя крэмніевыя пласты на гетэрапераходзе для пасівацыі пярэдняй і задняй паверхняў. Сіметрычная структура ўключае крышталічную крэмніевую падкладку N-тыпу, аморфны крэмніевы пласт Pi на баку, звернутым да святла, аморфны крэмніевы пласт iN на задняй паверхні, а таксама празрыстыя электроды і шыны з абодвух бакоў. Гэта двухбаковыя элементы.
Перавагі
Элементы HJT адрозніваюцца высокай эфектыўнасцю, нізкай дэградацыяй, нізкім тэмпературным каэфіцыентам, высокай двухбаковасцю, спрошчанымі працэсамі і прыдатнасцю для больш тонкіх пласцін.
4. TOPCon Cells
Тэхнічны прынцып
Элементы TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) заснаваныя на прынцыпе селектыўнага носьбіта. Яны маюць ультратонкі пласт аксіду крэмнію і легаваны пласт крэмнію на задняй частцы, што ўтварае пасіваваную кантактную структуру. Гэта памяншае рэкамбінацыю паверхні і металічных кантактаў, ствараючы значны патэнцыял для павышэння эфектыўнасці ў элементах N-PERT.
Асаблівасці працэсу
У элементах TOPCon выкарыстоўваюцца крэмніевыя падложкі N-тыпу і патрабуюцца мінімальныя змены ў існуючых вытворчых лініях P-тыпу, такія як даданне абсталявання для дыфузіі бору і нанясення тонкіх плёнак. Яны ліквідуюць неабходнасць у задніх адтулінах і выраўноўванні, спрашчаючы вытворчасць і паляпшаючы сумяшчальнасць з працэсамі PERC і N-PERT.
Перавагі
Элементы TOPCon дэманструюць нізкую дэградацыю, высокую двухбаковасць і нізкі тэмпературны каэфіцыент, што забяспечвае выдатную прадукцыйнасць у сонечных электрастанцыях.
5. Клеткі IBC
Структура і прынцып
У ячэйках з пераплеценымі заднімі кантактамі (IBC) усе лініі сеткі электродаў з пярэдняга боку перамяшчаюцца назад, размяшчаючы p-n-пераходы і металічныя кантакты ў пераплеценым выглядзе. Гэта памяншае зацяненне і павялічвае паглынанне святла. Без пярэдніх металічных кантактаў ячэйкі IBC забяспечваюць большую актыўную плошчу для пераўтварэння фатонаў.
Інтэграцыя тэхналогій
Элементы IBC могуць інтэгравацца з іншымі тэхналогіямі, такімі як PERC, TOPCon, HJT і пероўскіт, утвараючы перадавыя гібрыдныя элементы, такія як «TBC» (TOPCon-IBC) і «HBC» (HJT-IBC).
Патэнцыял прымянення
Дзякуючы эстэтычна прыемнаму дызайну, элементы IBC добра падыходзяць для інтэграваных у будынак фотаэлектрычных сістэм (BIPV) і маюць вялікія камерцыйныя перспектывы.
Выснова
Кожны тып фотаэлектрычных элементаў прапануе унікальныя перавагі і адыгрывае ключавую ролю ў развіцці тэхналогій сонечнай энергетыкі. Дзякуючы пастаянным інавацыям, гэтыя тэхналогіі спрыяюць росту і трансфармацыі фотаэлектрычнай галіны.
