فناوری سلولهای خورشیدی مدت زمان مدیدی است که تجاری سازی شده و با افزایش توان و صرفه، این شیوه تامین انرژی پاک با استقبال روزافزونی روبرو است.
البته داستان تجاری سازی این تکنولوژی و سیر تکامل آن قدمتی ۴۰ ساله دارد، تا به نقطه کنونی برسد. با این حال امروزه هنوز اغلب انرژی مصرفی در دنیا از سوخت‌های فسیلی تأمین می‌شود. هنگامی‌که سوخت فسیلی سوزانده می‌شود، علاوه بر تولید انرژی، آلودگی‌های فراوانی را به هوا اضافه می‌کند که می‌تواند باعث بیماری، باران‌های اسیدی و تغییر اقلیم‌های آب و هوایی گردد. بسیار حیاتی است که در کوتاه‌ترین زمان ممکن وابستگی انسان به انرژی‌های فسیلی و تجدید ناپذیر به حداقل برسد تا ادامه حیات در زمین امکان‌پذیر باشد. البته در این روند شرکتها و مراکز علمی زیادی درگیر بوده اند و چند نسل مهم محصولات بر پایه تکنولوژی‌های AI-BSF و PERC را پشت سر گذاشته ایم، تا به پیشرفت‌های جالب توجه فعلی برسیم. اکنون هم چند سالی است که رقابت میان سلولهای خورشیدی نوع N و نوع P برای تولید پنل‌های خورشیدی بسیار داغ است و بسیاری بر این عقیده هستند که نوع P به دلیل هزینه تولید پایین‌تر، به صرفه‌تر است. غافل از اینکه نوع N توان جذب و تبدیل بسیار بهتری داشته و حتی در بلندمدت سودآوری بیشتری خواهد داشت.
تفاوت نوع P و نوع N
ساختار نوع P از شناخته‌شده‌ترین مدل‌های بازار فعلی است که مدت مدیدی است که بخش مهمی از سهم بازار را هم در دست دارد. اصطلاح P-Type در واقع اشاره به سلولی دارد که بر روی پایه سیلیکونی با بار مثبت ساخته شده است. در این روش عنصر بور به ویفر افزوده می‌شود که یک الکترون کمتر از سیلیسیم دارد. در نوع N هم به بخش بالایی ویفر عنصر فسفر افزوده می‌شود که یک الکترون بیشتر از سیلیسم دارد. این امر به شکل‌گیری اتصال P-N کمک می‌کند تا جریان برق در سلول امکان پذیر گردد.
اگرچه نوع N کارایی بهتری دارد، اما از ابتدای شروع رقابت این دو فناوری که از سال ۱۹۵۴ و با ساخت سلول خورشیدی N-Type توسط آزمایشگاه Bell شروع شد، هرچند که همگان از عملکرد بهتر سلول نوع منفی یا N اطلاع داشتند، اما به دلیل اینکه استفاده اولیه سلولهای خورشیدی در پروژه‌های فضایی بود و تجربه نشان داد که سلول نوع مثبت یا P استقامت بهتری در برابر تابش‌های فضایی دارد، این مدل پیشتاز بازار انرژی خورشیدی شد.
مقایسه بهره‌وری: امروزه قوی‌ترین مدل‌های سلولهای خورشیدی تجاری درون بازار از نوع N هستند. دلیل اصلی کارایی برتر آنها، طول عمر بیشتر حامل‌ها است. این تکنولوژی دچار مشکل نقص اکسیژن بور نمی‌شود. این نقص به کارایی سلولهای خورشیدی آسیب فراوانی می‌زند. اما هنگام استفاده از سلولهای نوع N که فسفر به آنها اضافه شده، این اثر از بین می‌رود. همچنین سلولهای نوع N کمتر در معرض ناخالصی‌های فلزی سیلیکون قرار دارند.
اثر تخریب ناشی از نور: سلولهای خورشیدی نوع N به دلیل عدم وجود مشکل نقص اکسیژن بور، در برابر LID یا اثر تخریب ناشی از نور هم مقاوم هستند.
هزینه: به طور کلی تقاوت جزئی در فرآیند تولید شمش‌ها در سلولهای خورشیدی نوع N یا P است. اما فرآیند افزایش مقیاس و تجاری سازی، اندکی به نفع نوع P است. زیرا فرآیند ساخت سلولهای خورشیدی نوع N شامل مراحل بیشتری است که باعث گران‌تر شدن آن می‌شوند.
ابتکارات ال‌جی برای بهینه‌ترین شیوه استفاده از انرژی خورشیدی
اگرچه اکثریت پنل های خورشیدی موجود در بازار از سلولهای نوع مثبت (P-type) بهره می‌برند، اما LG NeON H نوع خاصی از سلولهای N-type را با دامنه تحمل حرارتی بالا به خدمت گرفته است. همچنین ابتکار دیگر ال‌جی در این زمینه استفاده از ساختار سلولی دوطرفه است که سلولهای N-type را قادر می‌سازد تا از هر دو سمت پشت و رو انرژی خورشیدی را جذب کنند. در نتیجه پنل‌ها خروجی عالی خواهند داشت و از هر پنل می‌توان حداکثر خروجی ۳۹۰ وات با حداقل هدر رفت را انتظار داشت.
این شیوه تولید انرژی بسیار بادوام می‌تواند در برابر شرایط آب و هوایی بسیار سخت هم مقاومت نموده و همچنین تخریب ناشی از نور (LID) را تاب می‌آورد. همچنین در این ساختار جدید تمامی الکترود‌ها در بخش پشتی ماژول قرار دارند که این امر به افزایش قدرت جذب انرژی کمک می‌کند، زیرا هیچ الکترودی در بخش جلوی سلول خورشیدی وجود ندارد که مانع رسیدن نور به سلول شده یا نور را بازتاب دهد.
- https://www.aleo-solar.com/difference-n-type-p-type-solar-cells
- https://www.lg.com/us/business/experience-solar/lg-neonr
- https://www.cedgreentech.com/article/solar-cell-efficiency-n-type-v-p-type
