Prąd elektryczny w modułach fotowoltaicznych wykonanych z krzemu krystalicznego może być wytwarzany dzięki stworzeniu w krzemowej płytce półprzewodnikowego złącza P-N. Do stworzenia złącza typu P wykorzystuje się domieszki boru, które mają o jeden elektron mniej niż krzem, a więc powodują powstanie dodatnich dziur elektronowych. Z kolej złącze typu N powstaje przez domieszowanie fosforem, który ma o jeden elektron więcej niż krzem.

Dlaczego mówimy o ogniwach P-type N-type? P i N to tak naprawdę skrót od P – positive oraz N – negative. Oczywiście w obu ogniwach mamy złącze P-N, natomiast w przypadku, ogniw typu P mamy więcej dziur elektronowych i sam krzem jest spolaryzowany dodatnio, a w przypadku ogniw typu N, mamy więcej wolnych elektronów, więc większa część ogniwa jest spolaryzowana ujemnie. Mówiąc najprościej, ogniwa PV typu P są zbudowane w większej części z krzemu typu P i tylko cienkiej warstwy krzemu typu N, a w przypadku ogniw typu N jest odwrotnie. To jest główna różnica pomiędzy tymi dwoma typami ogniw. – komentuje Marcin Jędrachowicz z Jinko Solar

Popularność

Obecnie na rynku dominują ogniwa typu P. Stanowią aż 90% rynku. Wynika to głównie z zaszłości technologicznych oraz różnic w cenie na korzyść ogniw typu P.

Warto wiedzieć, że ogniwa N-type powstały wcześniej, niż ogniwa P-type. Kiedy widzieliśmy jeszcze fotowoltaikę przede wszystkim w przemyśle kosmicznym, były tam właśnie ogniwa typu N. Ogniwa typu P upowszechniły się w poszukiwaniu optymalizacji cen. – komentuje Marcin Jędrachowicz z Jinko Solar

Wielu ekspertów sądzi jednak, że już w najbliższej przyszłości ta sytuacja się odwróci. Padają nawet stwierdzenia, że już w 2024 roku technologia N-type zdominuje cały rynek PV. Dlaczego?

Najbardziej popularne moduły fotowoltaiczne na rynku, czyli ogniwa w technologii PERC, standardowo P-type, cechują się sprawnością konwersji na poziomie 24,5% i to jest ten tak zwany sufit. Dalszy rozwój sprawności tej technologii jest bardzo trudny i nie oczekujemy, że jeszcze znacząco wzrośnie. Tu natomiast uwidacznia się różnica pomiędzy ogniwami N-type. W ich przypadku, sprawność wynosi aktualnie około 25%, a oczekujemy, że ten poziom może osiągnąć nawet 28,7%. – komentuje Marcin Jędrachowicz z Jinko Solar

Jak dodaje ekspert, te kolejne kilka procent pozwoli na znaczące zwiększenie mocy na tej samej powierzchni ogniwa, co ma duże znaczenie w kontekście wydajności i przekłada się jednoznacznie na lepszą generację.

Nie tylko sprawność

Nie tylko sprawność jest elementem, który technologicznie przyczynia się do zwiększenia przewagi ogniw typu N nad ogniwami typu P. Ekspert zwraca również uwagę na lepszy współczynnik temperaturowy, a więc niższe temperatury ogniw w upalne dni. To jednak nie wszystkie zalety! Przedstawiciel Jinko Solar, jako najbardziej znaczący parametr przemawiający za ogniwami typu N, wymienia efekt LID, czy LeTID, czyli efekty związane z działaniem światła.

W kartach katalogowych producenci deklarują 1-3-procentowy spadek mocy w pierwszym roku działania modułu fotowoltaicznego, który jest związany w głównej mierze właśnie z efektem LID-u. Potem przez całe 30 lat, spadek mocy jest już bardziej liniowy. W momencie, kiedy nie mamy w ogniwie domieszki boru, a więc nie występują połączenia tlenowo-borowe, efekt LID może zostać zniwelowany prawie do zera. Dzięki temu, spadek mocy w pierwszym roku wyniesie maksymalnie 1%, a przez kolejne 30 lat produkcji będzie wynosił 0,45%/rok. Po 30 latach, moduł fotowoltaiczny będzie miał zagwarantowane 90% sprawności początkowej. W związku z tym, mimo że początkowa inwestycja będzie o 8-10% droższa, to gdybyśmy policzyli, że same moduły będą przez 30 lat pracowały z większą sprawnością, to okaże się, że w trakcie pracy instalacji wyższy koszt inwestycji zdąży nam się trzykrotnie zwrócić – komentuje Marcin Jędrachowicz z Jinko Solar

Różnice w cenie

To co często najbardziej interesuje inwestora, to cena. Jaka jest różnica w cenie na jednym module, pomiędzy P-type, a N-type i z czego ona wynika?

Różnica w cenie wynika z faktu, że domieszki fosforu stosowane w ogniwach typu N są wybuchowe. W związku z tym, proces produkcji ogniw musi być bardziej dokładny oraz wymaga dodatkowych testów i zabezpieczeń, co generuje koszty. Początkowo różnica pomiędzy modułami opartymi o te ogniwa była bardzo duża i sięgała nawet nawet 5-ciu centów na jednym module. Teraz wynosi około 2-3 eurocenty, więc zbliża się do poziomu coraz bardziej akceptowalnego przez rynek. – komentuje Marcin Jędrachowicz z Jinko Solar

Różnica w cenie na przestrzeni lat się zmniejszyła, a jest szansa, że zmniejszy się jeszcze bardziej. Im bardziej technologia będzie się rozwijała i im bardziej popularna się stanie, tym prawdopodobnie różnica w cenie będzie coraz niższa.

Jakich modułów fotowoltaicznych potrzebuje rynek?

Dowiedz się więcej! Już 1.09.2021 r. o godzinie 10:00 zapraszamy na webinar z cyklu Webinarowa Środa, który poprowadzi Marcin Jędrachowicz z Jinko Solar. Porozmawiamy o tym, jakich modułów fotowoltaicznych potrzebuje rynek PV. Nie może Was zabraknąć!

DATA: 1 września 2021
GODZINA: 10:00-11:00
PROWADZĄCY: Marcin Jędrachowicz – Menadżer Sprzedaży na Europę Wschodnią w Jinko Solar
TEMAT: Jakich modułów fotowoltaicznych potrzebuje rynek?
REJESTRACJA: https://bit.ly/jinko-solar

Redakcja GLOBEnergia