Sel fotovoltaik (PV) biasanya diperbuat daripada bahan semikonduktor seperti silikon dan mempunyai elektrod positif dan negatif. Apabila terdedah kepada cahaya matahari, kesan fotovoltaik berlaku, serta-merta menukar tenaga cahaya kepada tenaga elektrik dalam bentuk arus terus (DC). Elektrik ini boleh disimpan dalam bateri atau ditukar kepada arus ulang-alik (AC) melalui penyongsang untuk memenuhi pelbagai keperluan tenaga. Sel PV sering disambungkan secara siri atau selari untuk membentuk modul, yang kemudiannya dipasang ke dalam susunan untuk output tenaga yang lebih besar.
1. Sel Medan Permukaan Belakang Aluminium (BSF)
Struktur dan Prinsip
Sel BSF merupakan sejenis sel suria biasa yang menggunakan salutan aluminium sebagai elektrod belakang. Ini membentuk medan elektrik belakang yang membantu memacu elektron ke elektrod belakang, meningkatkan kecekapan penukaran tenaga. Proses pengeluaran melibatkan doping permukaan silikon dengan fosforus untuk mencipta kawasan jenis-N, menggunakan filem atau salutan untuk membentuk kawasan jenis-P di bahagian hadapan, dan membentuk simpang pn. Akhir sekali, grid logam ditambah untuk mengumpul arus.
Sejarah Pembangunan
Pertama kali dicadangkan pada tahun 1973, sel BSF merupakan struktur sel silikon kristal terawal yang dikomersialkan. Menjelang 2016, ia menyumbang lebih 90% daripada bahagian pasaran.
Kelebihan
Sel BSF terkenal dengan kesederhanaan, keberkesanan kos dan teknologi yang matang.
2. Sel PERC
Penamaan Asal
PERC bermaksud Pemancar dan Sel Belakang Berpasif.
Proses dan Prestasi
Berdasarkan sel BSF tradisional, teknologi PERC menambah dua langkah utama: pasifasi permukaan belakang dan pembukaan laser, sekali gus meningkatkan kecekapan dengan ketara. Proses pembuatan termasuk pembersihan dan penteksturan wafer, resapan untuk mencipta simpang pn, pendopan laser untuk pemancar terpilih, pasifasi belakang, penggerudian laser, percetakan skrin, pensinteran dan pengujian.
Kelebihan
Sel PERC mempunyai struktur yang ringkas, proses pembuatan yang singkat dan kematangan peralatan yang tinggi.
3. Sel Heterojunction (HJT)
Struktur
Sel HJT ialah sel solar hibrid yang menggabungkan substrat silikon kristal dan filem silikon amorfus. Ia menggabungkan lapisan silikon amorfus intrinsik pada antara muka heterojunction untuk memasifkan permukaan hadapan dan belakang. Struktur simetri merangkumi substrat silikon kristal jenis-N, lapisan silikon amorfus Pi pada bahagian yang menghadap cahaya, lapisan silikon amorfus iN di bahagian belakang, dan elektrod lutsinar serta bar bas pada kedua-dua belah. Ini adalah sel dwimuka.
Kelebihan
Sel HJT mempunyai kecekapan tinggi, degradasi rendah, pekali suhu rendah, dwifasialiti tinggi, proses yang dipermudahkan dan kesesuaian untuk wafer yang lebih nipis.
4. Sel TOPCon
Prinsip Teknikal
Sel TOPCon (Sentuhan Terowong Oksida Pasif) adalah berdasarkan prinsip pembawa terpilih. Ia mempunyai lapisan silikon oksida ultra nipis dan lapisan silikon yang didop di bahagian belakang, membentuk struktur sentuhan pasif. Ini mengurangkan penggabungan semula sentuhan permukaan dan logam, mewujudkan potensi yang ketara untuk peningkatan kecekapan dalam sel N-PERT.
Ciri-ciri Proses
Sel TOPCon menggunakan substrat silikon jenis-N dan memerlukan perubahan minimum pada barisan pengeluaran jenis-P sedia ada, seperti menambah peralatan penyebaran boron dan pemendapan filem nipis. Ia menghapuskan keperluan untuk bukaan belakang dan penjajaran, memudahkan pembuatan dan meningkatkan keserasian dengan proses sel PERC dan N-PERT.
Kelebihan
Sel TOPCon mempamerkan degradasi yang rendah, dwimuka yang tinggi dan pekali suhu yang rendah, menghasilkan prestasi cemerlang dalam loji kuasa solar.
5. Sel IBC
Struktur dan Prinsip
Sel Sentuhan Belakang Antara Digit (IBC) memindahkan semua talian grid elektrod bahagian hadapan ke belakang, menyusun simpang pn dan sentuhan logam dalam corak antara digit. Ini mengurangkan teduhan dan meningkatkan penyerapan cahaya. Tanpa sentuhan logam bahagian hadapan, sel IBC menyediakan kawasan aktif yang lebih besar untuk penukaran foton.
Integrasi Teknologi
Sel IBC boleh disepadukan dengan teknologi lain seperti PERC, TOPCon, HJT dan perovskit, membentuk sel hibrid termaju seperti "TBC" (TOPCon-IBC) dan "HBC" (HJT-IBC).
Potensi Aplikasi
Dengan reka bentuk yang menarik dari segi estetik, sel IBC sangat sesuai untuk fotovoltaik bersepadu bangunan (BIPV) dan mempunyai prospek komersial yang kukuh.
Kesimpulan
Setiap jenis sel PV menawarkan kelebihan unik dan memainkan peranan penting dalam memajukan teknologi kuasa solar. Melalui inovasi berterusan, teknologi ini memacu pertumbuhan dan transformasi industri fotovoltaik.
