Zelula fotovoltaikoak (PV) normalean silizioa bezalako erdieroale materialekin egiten dira eta elektrodo positiboak eta negatiboak dituzte. Eguzki-argiaren eraginpean daudenean, efektu fotovoltaikoa gertatzen da, argi-energia berehala energia elektriko bihurtzen du korronte zuzen (DC) moduan. Elektrizitate hori baterietan gorde daiteke edo korronte alterno (AC) bihur daiteke inbertsore baten bidez, energia-behar desberdinak asetzeko. PV zelulak askotan seriean edo paraleloan konektatzen dira moduluak osatzeko, eta gero moduluak multzoetan muntatzen dira energia-irteera handiagoak lortzeko.
1. Aluminiozko Atzeko Gainazaleko Eremu (BSF) Zelulak
Egitura eta Printzipioa
BSF zelulak ohiko eguzki-zelula mota bat dira, aluminiozko estaldura bat erabiltzen dutenak atzeko elektrodo gisa. Horrek atzeko eremu elektriko bat sortzen du, elektroiak atzeko elektrodora eramaten laguntzen duena, energia-bihurketaren eraginkortasuna hobetuz. Ekoizpen-prozesuak siliziozko gainazala fosforoz dopatzea dakar N motako eskualde bat sortzeko, film edo estaldura bat aplikatzea aurrealdean P motako eskualde bat osatzeko, eta pn lotura bat eratzea. Azkenik, metalezko sareak gehitzen dira korrontea biltzeko.
Garapenaren historia
1973an lehen aldiz proposatu ziren BSF zelulak, eta merkaturatu ziren lehenengo silizio kristalinozko zelula-egitura izan ziren. 2016rako, merkatu-kuotaren % 90 baino gehiago hartzen zuten.
Abantailak
BSF zelulak nabarmentzen dira beren sinpletasunagatik, kostu-eraginkortasunagatik eta teknologia helduagatik.
2. PERC zelulak
Izendapenaren jatorria
PERC-k igorle pasibatua eta atzeko zelula esan nahi du.
Prozesua eta errendimendua
BSF zelula tradizionaletan oinarrituta, PERC teknologiak bi urrats nagusi gehitzen ditu: atzeko gainazalaren pasibazioa eta laser bidezko irekiera, eraginkortasuna nabarmen handituz. Fabrikazio-prozesuak honako hauek barne hartzen ditu: obleen garbiketa eta testuratzea, pn junturak sortzeko difusioa, igorle selektiboetarako laser bidezko dopaketa, atzeko pasibazioa, laser bidezko zulaketa, serigrafia, sinterizazioa eta probak.
Abantailak
PERC zelulek egitura sinplea, fabrikazio-prozesu laburra eta ekipamenduen heldutasun handia dituzte.
3. Heterojuntura (HJT) zelulak
Egitura
HJT zelulak silizio kristalinozko substratuak eta silizio amorfozko filmak konbinatzen dituzten eguzki-zelula hibridoak dira. Heterojuntura-interfazean silizio amorfo geruza intrintsekoak sartzen dituzte aurrealdeko eta atzeko gainazalak pasibatzeko. Egitura simetrikoak N motako silizio kristalinozko substratu bat, argira begira dagoen aldean Pi silizio amorfo geruza bat, atzealdean iN silizio amorfo geruza bat eta bi aldeetan elektrodo eta barra gardenak ditu. Zelula bifazialak dira.
Abantailak
HJT zelulek eraginkortasun handia, degradazio txikia, tenperatura-koefiziente baxua, bifazialitate handia, prozesu sinplifikatuak eta oblea meheagoetarako egokiak dira.
4. TOPCon zelulak
Printzipio Teknikoa
TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) zelulak garraiatzaile selektiboaren printzipioan oinarritzen dira. Silizio oxido geruza ultra-mehea eta atzealdean silizio geruza dopatua dute, kontaktu-egitura pasibatu bat osatuz. Horrek gainazalaren eta metalaren kontaktuaren birkonbinazioa murrizten du, N-PERT zelulen eraginkortasuna hobetzeko potentzial handia sortuz.
Prozesuaren Ezaugarriak
TOPCon zelulek N motako siliziozko substratuak erabiltzen dituzte eta aldaketa minimoak behar dituzte P motako ekoizpen-lerroetan, hala nola boroaren difusioa eta film meheko deposizio-ekipoak gehitzea. Atzeko irekiduren eta lerrokaduraren beharra ezabatzen dute, fabrikazioa sinplifikatuz eta PERC eta N-PERT zelulen prozesuekin bateragarritasuna hobetuz.
Abantailak
TOPCon zelulek degradazio baxua, bifazialitate handia eta tenperatura-koefiziente baxua erakusten dute, eta horrek errendimendu bikaina ematen du eguzki-energia zentraletan.
5. IBC zelulak
Egitura eta Printzipioa
Atzeko Kontaktu Elkartuek (IBC) aurrealdeko elektrodo-sare-lerro guztiak atzealderantz mugitzen dituzte, pn loturak eta metalezko kontaktuak elkartutako eredu batean antolatuz. Horrek itzala murrizten du eta argiaren xurgapena handitzen du. Aurrealdeko metalezko kontakturik gabe, IBC zelulek fotoi-bihurketarako eremu aktibo handiagoa eskaintzen dute.
Teknologiaren integrazioa
IBC zelulak beste teknologia batzuekin integra daitezke, hala nola PERC, TOPCon, HJT eta perovskita, "TBC" (TOPCon-IBC) eta "HBC" (HJT-IBC) bezalako zelula hibrido aurreratuak sortuz.
Aplikazio Potentziala
Diseinu estetiko atseginari esker, IBC zelulak eraikinetan integratutako energia fotovoltaikorako (BIPV) egokiak dira eta merkataritza-itxaropen sendoak dituzte.
Ondorioa
Zelula fotovoltaiko mota bakoitzak abantaila bereziak eskaintzen ditu eta funtsezko zeregina du eguzki-energiaren teknologiak aurrera eramateko. Berrikuntza jarraituari esker, teknologia hauek industria fotovoltaikoaren hazkundea eta eraldaketa bultzatzen ari dira.
