sự khác biệt của pin mặt trời loại P và loại N là gì

Trước hết, cơ sở hình thành nguyên lý hoạt động của pin mặt trời là hiệu ứng quang điện của mặt tiếp giáp bán dẫn PN. Gọi là hiệu ứng quang điện là hiệu ứng trong đó suất điện động và cường độ dòng điện sinh ra khi vật được chiếu sáng, trạng thái phân bố điện tích trong vật thay đổi. Khi ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng khác chiếu vào điểm tiếp giáp PN của chất bán dẫn, một điện áp xuất hiện trên cả hai mặt của điểm tiếp giáp PN, được gọi là điện áp quang tạo.

Silicon loại P và silicon loại N

Khi năng lượng được thêm vào silicon nguyên chất (chẳng hạn như ở dạng nhiệt), nó làm cho một số electron bứt ra khỏi liên kết cộng hóa trị của chúng và rời khỏi nguyên tử. Mỗi khi một electron rời đi, một lỗ trống sẽ bị bỏ lại. Sau đó, những electron đó sẽ đi lang thang quanh mạng tinh thể, tìm kiếm một lỗ trống khác để định cư. Các electron này được gọi là hạt tải điện tự do, và chúng có thể mang dòng điện. Trộn silic nguyên chất với nguyên tử phốt pho cần rất ít năng lượng để thoát ra một điện tử "dư thừa" nhất định của nguyên tử phốt pho (năm điện tử ngoài cùng). Khi pha tạp với các nguyên tử phốt pho, silicon tạo thành Được gọi là loại N ("n" có nghĩa là tích điện âm), chỉ một phần của pin mặt trời là loại N.

Một phần khác của silicon được pha tạp chất với boron, và lớp vỏ electron ngoài cùng của boron chỉ có ba thay vì bốn electron, do đó có thể thu được silicon loại P. Không có electron tự do trong silicon loại p.

Pin mặt trời loại P và pin mặt trời loại N

Nguyên tố bo được khuếch tán trên vật liệu bán dẫn loại p để tạo thành pin mặt trời có cấu trúc loại n / p, đó là một tấm silicon loại p;

Phốt pho được tiêm vào vật liệu bán dẫn loại N để tạo thành pin mặt trời có cấu trúc loại ap / n, là một tấm silicon wafer loại N;

Hiện tại, sản phẩm chủ đạo trong ngành công nghiệp quang điện là tấm silicon loại P. Bánh xốp silicon loại P có quy trình sản xuất đơn giản và chi phí thấp. Các tấm silicon loại N thường có tuổi thọ hạt tải điện thiểu số dài hơn và hiệu suất tế bào cao hơn, nhưng quá trình này phức tạp hơn. Các tấm silicon loại N được pha tạp các nguyên tố phốt pho, phốt pho và silicon có khả năng tương thích kém, và sự phân bố phốt pho không đồng đều khi kéo thanh. Các tấm silicon loại P được pha tạp chất với các nguyên tố boron, và hệ số phân tách của bo và silicon là tương đương, và độ đồng nhất phân tán rất dễ kiểm soát.

Hiệu suất cao của tế bào silicon hiện đang là mục tiêu của ngành công nghiệp quang điện, bởi vì người ta tin rằng cải thiện hiệu quả đồng nghĩa với khả năng cạnh tranh cao hơn. Tuy nhiên, hiệu suất cao nhất của mô-đun quang điện loại P có điểm nghẽn cố hữu của nó. Khi các môđun quang điện loại N thu được hiệu suất cao, độ khó của quá trình sẽ tăng lên và giá thành cũng tăng lên. Môi trường ứng dụng của tế bào quang điện rất khắc nghiệt, vì vậy tính ổn định lâu dài của chúng sẽ trở thành yếu tố chính cần được xem xét trong tương lai. Do đó, ngành công nghiệp quang điện trong tương lai và các ứng dụng nên tìm kiếm sự cân bằng trong ba khía cạnh hiệu quả-chi phí-độ tin cậy lâu dài.