Фотоэлектрлік (ФЭ) ұяшықтар әдетте кремний сияқты жартылай өткізгіш материалдардан жасалады және оң және теріс электродтарға ие. Күн сәулесіне ұшыраған кезде фотоэлектрлік әсер пайда болады, жарық энергиясын тікелей ток (ТТ) түрінде электр энергиясына бірден айналдырады. Бұл электр энергиясын батареяларда сақтауға немесе әртүрлі энергия қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін инвертор арқылы айнымалы токқа (АТ) түрлендіруге болады. ФЭ ұяшықтары көбінесе модульдерді тізбектей немесе параллель жалғайды, содан кейін олар үлкен энергия шығысы үшін массивтерге жиналады.
1. Алюминий артқы бетінің өрісі (BSF) ұяшықтары
Құрылымы және қағидасы
BSF батареялары - артқы электрод ретінде алюминий жабынын пайдаланатын күн батареяларының кең таралған түрі. Бұл электрондарды артқы электродқа бағыттауға көмектесетін артқы электр өрісін қалыптастырады, бұл энергияны түрлендіру тиімділігін арттырады. Өндіріс процесі кремний бетін фосформен легирлеуді N-типті аймақты жасау үшін, алдыңғы жағында P-типті аймақты қалыптастыру үшін пленка немесе жабын жағуды және pn түйіспесін қалыптастыруды қамтиды. Соңында, ток жинау үшін металл торлар қосылады.
Даму тарихы
Алғаш рет 1973 жылы ұсынылған BSF жасушалары ең алғашқы коммерцияланған кристалды кремний жасуша құрылымы болды. 2016 жылға қарай олар нарық үлесінің 90%-дан астамын құрады.
Артықшылықтары
BSF жасушалары қарапайымдылығымен, үнемділігімен және жетілген технологиясымен ерекшеленеді.
2. PERC жасушалары
Атаудың шығу тегі
PERC пассивті эмитент және артқы ұяшықты білдіреді.
Процесс және өнімділік
Дәстүрлі BSF жасушаларына негізделген PERC технологиясы екі негізгі қадамды қосады: артқы бетті пассивтеу және лазерлік ашу, тиімділікті айтарлықтай арттырады. Өндіріс процесіне пластиналарды тазалау және текстуралау, pn түйіспелерін жасау үшін диффузия, селективті эмиттерлерге лазерлік легирлеу, артқы пассивтеу, лазерлік бұрғылау, трафаретті басып шығару, күйдіру және сынау кіреді.
Артықшылықтары
PERC жасушалары қарапайым құрылыммен, қысқа өндіріс процесімен және жоғары жабдықтың жетілуімен ерекшеленеді.
3. Гетероөткізгіштік (HJT) жасушалары
Құрылым
HJT жасушалары - кристалды кремний субстраттары мен аморфты кремний пленкаларын біріктіретін гибридті күн батареялары. Олар алдыңғы және артқы беттерді пассивтеу үшін гетероөткізгіш интерфейсінде өзіндік аморфты кремний қабаттарын қамтиды. Симметриялық құрылымға N типті кристалды кремний субстраты, жарыққа қараған жағында Pi аморфты кремний қабаты, артқы жағында iN аморфты кремний қабаты және екі жағында да мөлдір электродтар мен шина кіреді. Бұлар - екі бетті жасушалар.
Артықшылықтары
HJT жасушалары жоғары тиімділікпен, төмен ыдыраумен, төмен температура коэффициентімен, жоғары бифациалдылықпен, жеңілдетілген процестермен және жұқа пластиналарға жарамдылығымен мақтана алады.
4. TOPCon ұяшықтары
Техникалық принцип
TOPCon (Туннель оксидінің пассивтелген байланысы) ұяшықтары селективті тасымалдаушы принципіне негізделген. Олардың артқы жағында ультра жұқа кремний оксиді қабаты және легирленген кремний қабаты бар, бұл пассивтелген байланыс құрылымын құрайды. Бұл беттік және металл контактілерінің рекомбинациясын азайтады, бұл N-PERT ұяшықтарында тиімділікті арттыру үшін айтарлықтай әлеует жасайды.
Процесс ерекшеліктері
TOPCon ұяшықтары N-типті кремний субстраттарын пайдаланады және бар P-типті өндіріс желілеріне минималды өзгерістер енгізуді талап етеді, мысалы, бор диффузиясын және жұқа қабықшалы тұндыру жабдықтарын қосу. Олар артқы саңылаулар мен туралау қажеттілігін жояды, өндірісті жеңілдетеді және PERC және N-PERT ұяшық процестерімен үйлесімділікті арттырады.
Артықшылықтары
TOPCon ұяшықтары төмен ыдырауды, жоғары бифациалдылықты және төмен температура коэффициентін көрсетеді, бұл күн электр станцияларында тамаша өнімділік береді.
5. IBC жасушалары
Құрылымы және қағидасы
Саусақаралық артқы контактілер (IBC) жасушалары барлық алдыңғы жағындағы электрод тор сызықтарын артқа жылжытады, pn түйіспелері мен металл контактілерін саусақтараралық үлгіде орналастырады. Бұл көлеңкелеуді азайтады және жарықтың сіңірілуін арттырады. Алдыңғы жағындағы металл контактілерсіз IBC жасушалары фотонды түрлендіру үшін үлкенірек белсенді аймақты қамтамасыз етеді.
Технологиялық интеграция
IBC жасушалары PERC, TOPCon, HJT және перовскит сияқты басқа технологиялармен интеграцияланып, «TBC» (TOPCon-IBC) және «HBC» (HJT-IBC) сияқты дамыған гибридті жасушаларды түзе алады.
Қолдану әлеуеті
Эстетикалық жағынан жағымды дизайнымен IBC ұяшықтары ғимаратқа интеграцияланған фотоэлектрлік жүйелерге (BIPV) өте қолайлы және коммерциялық тұрғыдан жақсы әлеуетке ие.
Қорытынды
Әрбір фотоэлектрлік ұяшық түрі бірегей артықшылықтар ұсынады және күн энергиясы технологияларын дамытуда маңызды рөл атқарады. Үздіксіз инновациялар арқылы бұл технологиялар фотоэлектрлік индустрияның өсуі мен трансформациясын қозғаушы күш болып табылады.
