Фотонапонске (ПВ) ћелије су обично направљене од полупроводничких материјала као што је силицијум и имају и позитивне и негативне електроде. Када су изложене сунчевој светлости, долази до фотонапонског ефекта, који тренутно претвара светлосну енергију у електричну енергију у облику једносмерне струје (ДЦ). Ова електрична енергија се може складиштити у батеријама или претворити у наизменичну струју (АЦ) путем инвертора како би се задовољиле различите енергетске потребе. ПВ ћелије су често повезане серијски или паралелно да би формирале модуле, који се затим склапају у низове за веће енергетске излазе.
1. Ћелије са алуминијумским задњим површинским пољем (BSF)
Структура и принцип
BSF ћелије су уобичајени тип соларних ћелија које користе алуминијумски премаз као задњу електроду. Ово формира задње електрично поље које помаже у покретању електрона ка задњој електроди, побољшавајући ефикасност конверзије енергије. Процес производње укључује допирање силицијумске површине фосфором да би се створила N-типска област, наношење филма или премаза да би се формирала P-типска област на предњој страни и формирање pn споја. На крају, додају се металне решетке за сакупљање струје.
Историја развоја
Први пут предложене 1973. године, BSF ћелије су биле најранија комерцијализована структура кристалних силицијумских ћелија. До 2016. године, чиниле су преко 90% тржишног удела.
Предности
BSF ћелије су познате по својој једноставности, исплативости и зрелој технологији.
2. PERC ћелије
Порекло именовања
PERC је скраћеница од пасивираног емитера и задње ћелије.
Процес и перформансе
Надовезујући се на традиционалне BSF ћелије, PERC технологија додаје два кључна корака: пасивацију задње површине и отварање ласером, значајно повећавајући ефикасност. Процес производње укључује чишћење и текстурирање плочице, дифузију за стварање pn спојева, ласерско допирање за селективне емитере, задњу пасивацију, ласерско бушење, сито штампу, синтеровање и тестирање.
Предности
PERC ћелије имају једноставну структуру, кратак производни процес и високу зрелост опреме.
3. Хетеројункцијске (HJT) ћелије
Структура
ХЈТ ћелије су хибридне соларне ћелије које комбинују кристалне силицијумске подлоге и аморфне силицијумске филмове. Оне укључују интринзичне аморфне силицијумске слојеве на хетероспојном интерфејсу како би пасивизирале предњу и задњу површину. Симетрична структура укључује кристалну силицијумску подлогу N-типа, слој аморфног силицијума Pi на страни окренутој ка светлости, слој аморфног силицијума iN на задњој страни и провидне електроде и сабирнице са обе стране. То су двостране ћелије.
Предности
ХЈТ ћелије се могу похвалити високом ефикасношћу, ниском деградацијом, ниским температурним коефицијентом, високом бифацијалношћу, поједностављеним процесима и погодношћу за тање плочице.
4. ТОПКон ћелије
Технички принцип
TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) ћелије су засноване на принципу селективног носача. Имају ултратанки слој силицијум оксида и допирани слој силицијума на полеђини, формирајући пасивизовану контактну структуру. Ово смањује рекомбинацију површинског и металног контакта, стварајући значајан потенцијал за побољшање ефикасности у N-PERT ћелијама.
Карактеристике процеса
ТОПКон ћелије користе силицијумске подлоге Н-типа и захтевају минималне измене на постојећим производним линијама П-типа, као што је додавање опреме за дифузију бора и наношење танких филмова. Оне елиминишу потребу за задњим отворима и поравнањем, поједностављујући производњу и побољшавајући компатибилност са процесима PERC и N-PERT ћелија.
Предности
ТОПКон ћелије показују ниску деградацију, високу бифацијалност и низак температурни коефицијент, што даје одличне перформансе у соларним електранама.
5. IBC ћелије
Структура и принцип
Ћелије са интердигиталним задњим контактом (IBC) премештају све линије мреже електрода са предње стране на задњи део, распоређујући pn спојеве и металне контакте у интердигиталном обрасцу. Ово смањује сенчење и повећава апсорпцију светлости. Без металних контаката са предње стране, IBC ћелије пружају већу активну површину за конверзију фотона.
Интеграција технологије
IBC ћелије се могу интегрисати са другим технологијама као што су PERC, TOPCon, HJT и перовскит, формирајући напредне хибридне ћелије попут „TBC“ (TOPCon-IBC) и „HBC“ (HJT-IBC).
Потенцијал примене
Са својим естетски пријатним дизајном, IBC ћелије су веома погодне за фотонапонске системе интегрисане у зграде (BIPV) и имају јаке комерцијалне перспективе.
Закључак
Свака врста фотонапонске ћелије нуди јединствене предности и игра кључну улогу у унапређењу технологија соларне енергије. Кроз континуиране иновације, ове технологије покрећу раст и трансформацију фотонапонске индустрије.
