Ֆոտովոլտային (ՖՎ) մարտկոցները սովորաբար պատրաստվում են կիսահաղորդչային նյութերից, ինչպիսին է սիլիցիումը, և ունեն ինչպես դրական, այնպես էլ բացասական էլեկտրոդներ: Արևի լույսի ազդեցության տակ տեղի է ունենում ֆոտովոլտային էֆեկտ, որը լույսի էներգիան անմիջապես վերածում է էլեկտրական էներգիայի՝ հաստատուն հոսանքի (ԴՀ) տեսքով: Այս էլեկտրաէներգիան կարող է կամ կուտակվել մարտկոցներում, կամ փոխակերպվել փոփոխական հոսանքի (ՓՀ)՝ ինվերտորի միջոցով՝ բազմազան էներգետիկ կարիքները բավարարելու համար: ՖՎ մարտկոցները հաճախ միացվում են հաջորդական կամ զուգահեռ՝ մոդուլներ կազմելու համար, որոնք այնուհետև հավաքվում են զանգվածների մեջ՝ ավելի մեծ էներգիայի ելքերի համար:
1. Ալյումինե հետին մակերեսային դաշտի (BSF) բջիջներ
Կառուցվածքը և սկզբունքը
BSF մարտկոցները արևային մարտկոցների տարածված տեսակ են, որոնք որպես հետին էլեկտրոդ օգտագործում են ալյումինե ծածկույթ: Սա ձևավորում է հետին էլեկտրական դաշտ, որն օգնում է էլեկտրոնները ուղղորդել դեպի հետին էլեկտրոդ՝ բարձրացնելով էներգիայի փոխակերպման արդյունավետությունը: Արտադրական գործընթացը ներառում է սիլիցիումի մակերեսը ֆոսֆորով հարստացնելը՝ N-տիպի շրջան ստեղծելու համար, առջևի մասում P-տիպի շրջան ստեղծելու համար թաղանթ կամ ծածկույթ կիրառելը և pn միացման ձևավորումը: Վերջապես, մետաղական ցանցեր են ավելացվում հոսանք հավաքելու համար:
Զարգացման պատմություն
Առաջին անգամ առաջարկվելով 1973 թվականին, BSF բջիջները ամենավաղ առևտրայինացված բյուրեղային սիլիցիումային բջիջների կառուցվածքն էին։ 2016 թվականին դրանք կազմում էին շուկայի մասնաբաժնի ավելի քան 90%-ը։
Առավելություններ
BSF բջիջները աչքի են ընկնում իրենց պարզությամբ, ծախսարդյունավետությամբ և հասուն տեխնոլոգիայով։
2. PERC բջիջներ
Անվանման ծագումը
PERC-ը նշանակում է «Պասիվացված արտանետիչ» և «Հետին բջիջ»։
Գործընթաց և կատարողականություն
Հենվելով ավանդական BSF բջիջների վրա՝ PERC տեխնոլոգիան ավելացնում է երկու հիմնական քայլ՝ հետևի մակերեսի պասիվացում և լազերային բացում, զգալիորեն բարձրացնելով արդյունավետությունը: Արտադրական գործընթացը ներառում է թիթեղների մաքրում և տեքստուրավորում, դիֆուզիա՝ pn միացումներ ստեղծելու համար, լազերային խառնուրդ ընտրողական ճառագայթիչների համար, հետևի պասիվացում, լազերային հորատում, էկրանային տպագրություն, սինտերացում և փորձարկում:
Առավելություններ
PERC բջիջները առանձնանում են պարզ կառուցվածքով, կարճ արտադրական գործընթացով և սարքավորումների բարձր հասունությամբ։
3. Հետերոհունկման (HJT) բջիջներ
Կառուցվածք
HJT բջիջները հիբրիդային արևային բջիջներ են, որոնք համատեղում են բյուրեղային սիլիցիումային հիմքեր և ամորֆ սիլիցիումային թաղանթներ: Դրանք ներառում են ներքին ամորֆ սիլիցիումային շերտեր հետերոհանգույցի միջերեսում՝ առջևի և հետևի մակերեսները պասիվացնելու համար: Սիմետրիկ կառուցվածքը ներառում է N-տիպի բյուրեղային սիլիցիումային հիմք, Pi ամորֆ սիլիցիումային շերտ լույսին նայող կողմում, iN ամորֆ սիլիցիումային շերտ հետևի մասում և թափանցիկ էլեկտրոդներ և լարեր երկու կողմերում: Սրանք երկերեսային բջիջներ են:
Առավելություններ
HJT բջիջները առանձնանում են բարձր արդյունավետությամբ, ցածր քայքայմամբ, ցածր ջերմաստիճանի գործակցով, բարձր երկկողմանիությամբ, պարզեցված գործընթացներով և ավելի բարակ վեֆլերի համար պիտանիությամբ։
4. TOPCon բջիջներ
Տեխնիկական սկզբունք
TOPCon (թունելի օքսիդային պասիվացված կոնտակտ) բջիջները հիմնված են ընտրողական կրիչի սկզբունքի վրա: Դրանք ունեն գերբարակ սիլիցիումի օքսիդի շերտ և հետևի մասում լեգիրված սիլիցիումի շերտ, որը ձևավորում է պասիվացված կոնտակտային կառուցվածք: Սա նվազեցնում է մակերեսի և մետաղի կոնտակտային ռեկոմբինացիան, ստեղծելով N-PERT բջիջների արդյունավետության բարելավման զգալի ներուժ:
Գործընթացի առանձնահատկությունները
TOPCon բջիջները օգտագործում են N-տիպի սիլիցիումային հիմքեր և պահանջում են նվազագույն փոփոխություններ առկա P-տիպի արտադրական գծերում, ինչպիսիք են բորի դիֆուզիոն և բարակ թաղանթային նստեցման սարքավորումների ավելացումը: Դրանք վերացնում են հետևի բացվածքների և հավասարեցման անհրաժեշտությունը, պարզեցնելով արտադրությունը և բարելավելով համատեղելիությունը PERC և N-PERT բջիջների գործընթացների հետ:
Առավելություններ
TOPCon բջիջները ցուցաբերում են ցածր քայքայման, բարձր երկֆազայինության և ցածր ջերմաստիճանի գործակցի ցուցանիշներ, ինչը ապահովում է գերազանց աշխատանք արևային էլեկտրակայաններում։
5. IBC բջիջներ
Կառուցվածքը և սկզբունքը
Միահյուսված հետադարձ շփման (IBC) բջիջները տեղափոխում են առջևի կողմի բոլոր էլեկտրոդային ցանցային գծերը դեպի ետ՝ pn միացումները և մետաղական շփումները դասավորելով միահյուսված նախշով։ Սա նվազեցնում է ստվերը և մեծացնում լույսի կլանումը։ Առջևի կողմի մետաղական շփումների բացակայության դեպքում IBC բջիջները ապահովում են ավելի մեծ ակտիվ տարածք ֆոտոնային փոխակերպման համար։
Տեխնոլոգիական ինտեգրացիա
IBC բջիջները կարող են ինտեգրվել այլ տեխնոլոգիաների հետ, ինչպիսիք են PERC-ը, TOPCon-ը, HJT-ը և պերովսկիտը՝ ձևավորելով առաջադեմ հիբրիդային բջիջներ, ինչպիսիք են «TBC»-ն (TOPCon-IBC) և «HBC»-ն (HJT-IBC):
Կիրառման ներուժ
Իրենց գեղագիտականորեն հաճելի դիզայնով, IBC բջիջները հարմար են շենքերում ինտեգրված ֆոտովոլտային (BIPV) էներգիայի համար և ունեն մեծ առևտրային հեռանկարներ։
Եզրակացություն
Ֆոտովոլտային մարտկոցների յուրաքանչյուր տեսակ առաջարկում է եզակի առավելություններ և կարևոր դեր է խաղում արևային էներգիայի տեխնոլոգիաների զարգացման գործում: Անընդհատ նորարարությունների միջոցով այս տեխնոլոգիաները խթանում են ֆոտովոլտային արդյունաբերության աճը և վերափոխումը:
