M10 MBB, N-Type TopCon 108 nửa tế bào 420W-435W mô-đun năng lượng mặt trời khung đen

Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tái tạo có thể được sử dụng để tạo ra điện thông qua các tế bào quang điện (PV).Tế bào quang điện thường được làm bằng silicon, một chất bán dẫn.Silicon được pha tạp tạp chất để tạo ra hai loại vật liệu bán dẫn: loại n và loại p.Hai loại vật liệu này có tính chất điện khác nhau nên phù hợp cho các mục đích sử dụng khác nhau trong sản xuất năng lượng mặt trời.

Trong tế bào quang điện loại n, silicon được pha tạp các tạp chất như phốt pho, chất này cung cấp các electron dư thừa cho vật liệu.Những electron này có thể di chuyển tự do trong vật liệu, tạo ra điện tích âm.Khi năng lượng ánh sáng từ mặt trời chiếu vào tế bào quang điện, nó sẽ bị các nguyên tử silicon hấp thụ, tạo ra các cặp electron-lỗ trống.Các cặp này được ngăn cách bởi một điện trường bên trong tế bào quang điện, đẩy các electron về phía lớp loại n.

Trong các tế bào quang điện loại p, silicon được pha tạp các tạp chất như boron, làm thiếu vật liệu của các electron.Điều này tạo ra các điện tích dương hoặc các lỗ trống có khả năng di chuyển xung quanh vật liệu.Khi năng lượng ánh sáng chiếu vào tế bào PV, nó sẽ tạo ra các cặp lỗ electron, nhưng lần này điện trường sẽ đẩy các lỗ về phía lớp loại p.

Sự khác biệt giữa tế bào quang điện loại n và loại p là cách hai loại hạt mang điện (electron và lỗ trống) di chuyển trong tế bào.Trong tế bào quang điện loại n, các electron được tạo quang sẽ chảy đến lớp loại n và được thu thập bởi các điểm tiếp xúc kim loại ở mặt sau của tế bào.Thay vào đó, các lỗ được tạo ra sẽ được đẩy về phía lớp loại p và chảy đến các điểm tiếp xúc kim loại ở mặt trước của tế bào.Điều ngược lại cũng đúng đối với tế bào PV loại p, trong đó các electron di chuyển đến các điểm tiếp xúc kim loại ở mặt trước của tế bào và các lỗ trống di chuyển về phía sau.

Một trong những ưu điểm chính của tế bào quang điện loại n là hiệu suất cao hơn so với tế bào quang điện loại p.Do lượng electron dư thừa trong vật liệu loại n nên dễ hình thành các cặp electron-lỗ trống khi hấp thụ năng lượng ánh sáng.Điều này cho phép tạo ra nhiều dòng điện hơn trong pin, dẫn đến công suất cao hơn.Ngoài ra, tế bào quang điện loại n ít bị phân hủy do tạp chất, dẫn đến tuổi thọ dài hơn và sản xuất năng lượng đáng tin cậy hơn.

Mặt khác, tế bào quang điện loại P thường được chọn vì chi phí vật liệu thấp hơn.Ví dụ, silicon pha tạp boron rẻ hơn silicon pha tạp phốt pho.Điều này làm cho tế bào quang điện loại p trở thành một lựa chọn kinh tế hơn để sản xuất năng lượng mặt trời quy mô lớn đòi hỏi lượng lớn vật liệu.

Tóm lại, tế bào quang điện loại n và loại p có các đặc tính điện khác nhau, khiến chúng phù hợp cho các ứng dụng khác nhau trong sản xuất năng lượng mặt trời.Trong khi tế bào loại n hiệu quả và đáng tin cậy hơn thì tế bào loại p thường tiết kiệm chi phí hơn.Việc lựa chọn hai pin mặt trời này phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể của ứng dụng, bao gồm cả hiệu quả mong muốn và ngân sách sẵn có.