ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเซลล์แสงอาทิตย์แต่ละชนิดคืออะไร

คำนามหลายคำถูกดัดแปลงเพื่อแสดงถึงความแตกต่างระหว่างเซลล์ซิลิคอนผลึก ก่อนที่จะกล่าวถึงโอกาสทางการตลาดของแต่ละเซลล์ ลองมาดูความแตกต่างที่สำคัญระหว่างแบตเตอรี่แต่ละชนิดกันก่อน โดยพื้นฐานแล้ว แบตเตอรี่ซิลิคอนสามารถแบ่งได้เป็นสองระบบ คือ วัสดุเวเฟอร์ซิลิคอน และโครงสร้างของแบตเตอรี่

ประโยคหนึ่งเพื่ออธิบายคำนามต่างๆ:

โพลีคริสตัลไลน์: อนุภาคผลึกมีขนาดเล็ก และปริมาตรเท่ากันจะมีอนุภาคมากขึ้น

ผลึกเดี่ยว: อนุภาคผลึกมีขนาดใหญ่ และปริมาตรเท่ากันจะมีอนุภาคจำนวนน้อยลง

(หมายเหตุ: เนื่องจากอิเล็กตรอนอิสระจะรวมตัวกันอีกครั้งที่ขอบเขตของอนุภาคผลึก กลับไปสู่สถานะที่ถูกผูกไว้ และไม่สามารถสนับสนุนกระแสไฟฟ้าได้อีกต่อไป ดังนั้น ยิ่งอนุภาคมีขนาดเล็กเท่าใด อนุภาคก็จะยิ่งมีปริมาตรเท่ากันมากขึ้นเท่านั้น และการรวมตัวของอิเล็กตรอนก็จะถี่ขึ้นเท่านั้น ดังนั้น ประสิทธิภาพของเซลล์โพลีคริสตัลไลน์จึงต่ำกว่าเซลล์โมโนคริสตัลไลน์)

ประเภท N: ซิลิกอนในกลุ่มที่ 4 ของตารางธาตุถูกเจือด้วยฟอสฟอรัสในกลุ่มที่ 5 และมีอิเล็กตรอนมากขึ้นที่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ แสดงให้เห็นขั้วลบ

ชนิด P: ซิลิกอนในกลุ่มที่ 4 ของตารางธาตุถูกเจือด้วยโบรอนในกลุ่มที่ 3 และมีอิเล็กตรอนที่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระน้อยกว่า แสดงให้เห็นขั้วบวก

(หมายเหตุ: คุณลักษณะของวัสดุจะกำหนดว่าอิเล็กตรอนอิสระมีแนวโน้มที่จะรวมตัวกับสถานะที่ถูกผูกไว้ในวัสดุประเภท p มากขึ้น ดังนั้นแบตเตอรี่ที่ทำจากวัสดุประเภท n จึงมีประสิทธิภาพสูง)

ด้านหลังอะลูมิเนียม: อะลูมิเนียมเคลือบอยู่ที่ด้านหลังของแบตเตอรี่และแทรกซึมเข้าไปในวัสดุซิลิกอนเพื่อสร้างสนามไฟฟ้าในพื้นที่เพื่อป้องกันไม่ให้อิเล็กตรอนอิสระไหลไปที่พื้นผิวด้านหลังเพื่อรวมตัวกันใหม่

ซีรีส์ของการทำพาสซีเวชันแบบย้อนกลับ: ลักษณะทั่วไปของโครงสร้างการทำพาสซีเวชันแบบย้อนกลับทั้งสามประเภท (PERC/PERL/PERT) คือการเพิ่มชั้นพาสซีเวชันบนฐานของสนามหลังอะลูมิเนียมแบบดั้งเดิม เพื่อป้องกันไม่ให้อิเล็กตรอนรวมตัวกันบนพื้นผิวด้านหลังได้ดีขึ้น PERL และ PERT เป็น PERC เวอร์ชันปรับปรุง เนื่องจากหลังจากเพิ่มชั้นพาสซีเวชันแล้ว วัสดุที่มีขั้วเดียวกันกับชิปซิลิคอนจะถูกกระจายตัวอย่างมาก (บางส่วนหรือทั้งหมด) ก่อให้เกิดสนามไฟฟ้าด้านหลังอีกอันหนึ่ง

เฮเทอโรจังก์ชัน: ซิลิคอนทั้งเกรดผลึกและอะมอร์ฟัสมีอยู่ในเซลล์ การมีซิลิคอนอะมอร์ฟัสช่วยให้เกิดการเฉื่อยได้ดีขึ้น

อิเล็กโทรดด้านหลัง: วางอิเล็กโทรดบวกและลบไว้ที่ด้านหลังของแบตเตอรี่ เพื่อไม่ให้เกิดการสูญเสียเงาที่เกิดจากส่วนอิเล็กโทรดด้านหน้า (แป้งเงิน) ที่สะท้อนแสงตกกระทบบางส่วน

ในทางทฤษฎี นิยามในตารางที่ 1 และตารางที่ 2 อ้างอิงจากมาตรฐานที่แตกต่างกัน และอาจมีการผสมผสานกันได้หลากหลาย อย่างไรก็ตาม ในกระบวนการผลิตจริง โครงสร้างแบตเตอรี่บางประเภทมีต้นทุนการผลิตสูง จึงจำเป็นต้องใช้แผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนที่ดีกว่าเพื่อให้ได้เซลล์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น แบตเตอรี่ถูกนำมาใช้เพื่อสนับสนุนความประหยัด ดังนั้นจึงมีเพียงการผสมผสานต่อไปนี้ในผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์:

โครงสร้างด้านหลังแบบอะลูมิเนียม: ผลึกเดี่ยว (ชนิด P), โพลีคริสตัลไลน์ (ชนิด P) แบตเตอรี่ของผู้ผลิตส่วนใหญ่มีโครงสร้างด้านหลังแบบอะลูมิเนียม

ซีรีส์การทำพาสซีฟแบบย้อนกลับ:

PERC: ชนิดผลึกเดี่ยว (ชนิด p), ชนิดผลึกหลายผลึก (ชนิด p) เช่น HoneyPlus ของ TRW, Q.ANTUM ของ Hanwha และ HyPro ของ Suntech

PERL: ผลึกเดี่ยว (ชนิด p) เช่น Percium ของ JA Solar

PERT: ผลึกเดี่ยว (ชนิด n) ตัวอย่างเช่น Panda ของ Yingli, MilkyWay ของ HT-SAAE และ MonoXNeON ของ LG

เฮเทอโรจังก์ชัน: ผลึกเดี่ยว (ชนิด n) เช่น ผลิตภัณฑ์ของพานาโซนิค

อิเล็กโทรดด้านหลัง: ผลึกเดี่ยว (ชนิด n) เช่น ผลิตภัณฑ์ของ SunPower

เรียงตามประสิทธิภาพจากสูงไปต่ำ: อิเล็กโทรดด้านหลัง, เฮเทอโรจังก์ชัน, PERT, PERL, PERC แบบผลึกเดี่ยว, แบ็คฟิลด์อะลูมิเนียมผลึกเดี่ยว, PERC แบบโพลีคริสตัลไลน์, แบ็คฟิลด์อะลูมิเนียมโพลีคริสตัลไลน์