Ҳуҷайраҳои фотоэлектрикӣ (PV) одатан аз маводҳои нимноқилӣ, ба монанди кремний, сохта мешаванд ва ҳам электродҳои мусбат ва ҳам манфӣ доранд. Ҳангоми дучор шудан ба нури офтоб, таъсири фотоэлектрикӣ ба амал меояд, ки фавран энергияи рӯшноиро ба энергияи барқӣ дар шакли ҷараёни мустақим (DC) табдил медиҳад. Ин барқро метавон дар батареяҳо нигоҳ дошт ё тавассути инвертер ба ҷараёни тағйирёбанда (AC) табдил дод, то ниёзҳои гуногуни энергетикиро қонеъ гардонад. Ҳуҷайраҳои PV аксар вақт ба таври пайдарпай ё мувозӣ барои модулҳои шакл пайваст карда мешаванд, ки сипас барои баромади калонтари энергия ба массивҳо ҷамъ карда мешаванд.
1. Ҳуҷайраҳои сатҳи қафои алюминий (BSF)
Сохтор ва принсип
Ҳуҷайраҳои BSF як навъи маъмули ҳуҷайраҳои офтобӣ мебошанд, ки ҳамчун электроди қафо аз рӯйпӯши алюминий истифода мебаранд. Ин майдони электрикии қафоро ташкил медиҳад, ки ба интиқоли электронҳо ба электроди қафо мусоидат мекунад ва самаранокии табдили энергияро афзоиш медиҳад. Раванди истеҳсолӣ допинг кардани сатҳи кремний бо фосфор барои эҷоди минтақаи навъи N, истифодаи плёнка ё рӯйпӯш барои ташкили минтақаи навъи P дар пеш ва ташкили пайванди pn-ро дар бар мегирад. Дар ниҳоят, барои ҷамъоварии ҷараён шабакаҳои металлӣ илова карда мешаванд.
Таърихи рушд
Ҳуҷайраҳои BSF, ки бори аввал соли 1973 пешниҳод шуда буданд, аввалин сохтори тиҷоратии ҳуҷайраҳои кристаллии кремний буданд. То соли 2016, онҳо беш аз 90% саҳми бозорро ташкил медоданд.
Бартариҳо
Ҳуҷайраҳои BSF бо соддагӣ, самаранокии хароҷот ва технологияи пухтаи худ фарқ мекунанд.
2. Ҳуҷайраҳои PERC
Пайдоиши номгузорӣ
PERC маънои эмиттери пассившуда ва ҳуҷайраи ақибро дорад.
Раванд ва иҷроиш
Технологияи PERC, ки бар асоси ҳуҷайраҳои анъанавии BSF сохта шудааст, ду марҳилаи калидиро илова мекунад: пассиватсияи сатҳи қафо ва кушодани лазерӣ, ки самаранокиро ба таври назаррас афзоиш медиҳад. Раванди истеҳсолӣ тозакунӣ ва текстуракунонии вафлҳо, диффузия барои эҷоди пайвандҳои pn, допингкунии лазерӣ барои эмиттерҳои интихобӣ, пассиватсияи қафо, пармакунии лазерӣ, чопи экранӣ, синтезатсия ва озмоишро дар бар мегирад.
Бартариҳо
Ҳуҷайраҳои PERC дорои сохтори содда, раванди кӯтоҳи истеҳсолӣ ва пухтагии баланди таҷҳизот мебошанд.
3. Ҳуҷайраҳои гетерогузариш (HJT)
Сохтор
Ҳуҷайраҳои HJT ҳуҷайраҳои офтобии гибридӣ мебошанд, ки субстратҳои кремнийи кристаллӣ ва плёнкаҳои кремнийи аморфӣ-ро муттаҳид мекунанд. Онҳо қабатҳои аморфии кремнийи дохилиро дар интерфейси гетерогузариш барои пассив кардани сатҳҳои пеш ва қафо дар бар мегиранд. Сохтори симметрӣ субстрати кремнийи кристаллии навъи N, қабати кремнийи аморфии Pi дар тарафи рӯшноӣ, қабати кремнийи аморфии iN дар қафо ва электродҳо ва шинаҳои шаффофро дар ҳарду тараф дар бар мегирад. Инҳо ҳуҷайраҳои дуҷониба мебошанд.
Бартариҳо
Ҳуҷайраҳои HJT дорои самаранокии баланд, таназзули паст, коэффитсиенти ҳарорати паст, дуҷонибаи баланд, равандҳои соддакардашуда ва мувофиқ будан барои пластинаҳои тунуктар мебошанд.
4. Ҳуҷайраҳои TOPCon
Принсипи техникӣ
Ҳуҷайраҳои TOPCon (Тамоси пассивии оксиди туннелӣ) ба принсипи интиқолдиҳандаи интихобӣ асос ёфтаанд. Онҳо дорои қабати тунуки оксиди кремний ва қабати легиршудаи кремний дар қафо мебошанд, ки сохтори тамоси пассивиро ташкил медиҳанд. Ин рекомбинатсияи тамосҳои сатҳӣ ва металлиро коҳиш медиҳад ва потенсиали назаррасро барои беҳтар кардани самаранокӣ дар ҳуҷайраҳои N-PERT фароҳам меорад.
Хусусиятҳои раванд
Ҳуҷайраҳои TOPCon аз субстратҳои силикони навъи N истифода мебаранд ва ба хатҳои истеҳсолии мавҷудаи навъи P тағйироти ҳадди ақалро талаб мекунанд, ба монанди илова кардани таҷҳизоти диффузияи бор ва плёнкаи тунук. Онҳо ниёз ба кушодани қафо ва ҳамоҳангсозиро аз байн мебаранд, истеҳсолотро содда мекунанд ва мутобиқатро бо равандҳои ҳуҷайраҳои PERC ва N-PERT беҳтар мекунанд.
Бартариҳо
Ҳуҷайраҳои TOPCon таназзули паст, дуҷонибаи баланд ва коэффитсиенти пасти ҳароратро нишон медиҳанд, ки дар нерӯгоҳҳои офтобӣ самаранокии аъло медиҳанд.
5. Ҳуҷайраҳои IBC
Сохтор ва принсип
Ҳуҷайраҳои байнирақамаи тамос бо қафо (IBC) ҳамаи хатҳои шабакавии электродҳои тарафи пешро ба қафо интиқол медиҳанд ва пайвандҳои pn ва контактҳои металлиро бо тартиби байнирақама ҷойгир мекунанд. Ин сояро кам мекунад ва ҷабби нурро зиёд мекунад. Бе набудани контактҳои металлии тарафи пеш, ҳуҷайраҳои IBC майдони фаъоли калонтарро барои табдили фотонҳо фароҳам меоранд.
Ҳамгироии технологӣ
Ҳуҷайраҳои IBC метавонанд бо дигар технологияҳо, аз қабили PERC, TOPCon, HJT ва перовскит, ҳамгиро шаванд ва ҳуҷайраҳои гибридии пешрафта ба монанди "TBC" (TOPCon-IBC) ва "HBC" (HJT-IBC)-ро ташкил диҳанд.
Потенсиали татбиқ
Бо тарҳи зебои худ, ҳуҷайраҳои IBC барои фотоэлектрикҳои ҳамгирошудаи бино (BIPV) хеле мувофиқанд ва дурнамои тиҷоратии қавӣ доранд.
Хулоса
Ҳар як намуди батареяи фотоэлектрикӣ бартариҳои беназирро пешниҳод мекунад ва дар пешрафти технологияҳои энергияи офтобӣ нақши муҳим мебозад. Тавассути навовариҳои пайваста, ин технологияҳо рушд ва табдили саноати фотоэлектрикиро пеш мебаранд.
