jaký je rozdíl mezi solárními články typu P a typu N

V první řadě je základem principu fungování solárních článků fotovoltaický efekt polovodičového PN přechodu. Takzvaný fotovoltaický jev je jev, při kterém při osvětlení objektu vzniká elektromotorická síla a proud, mění se stav rozložení náboje v objektu. Když sluneční světlo nebo jiné světlo dopadne na PN přechod polovodiče, objeví se na obou stranách PN přechodu napětí, které se nazývá fotogenerované napětí.

Křemík typu P a křemík typu N

Když se k čistému křemíku přidá energie (například ve formě tepla), způsobí to, že se několik elektronů odtrhne od svých kovalentních vazeb a opustí atom. Pokaždé, když elektron odejde, zůstane po něm díra. Tyto elektrony by pak putovaly po mřížce a hledaly další díru, do které by se usadily. Tyto elektrony se nazývají volné nosiče a mohou přenášet elektrický proud. Míchání čistého křemíku s atomy fosforu vyžaduje velmi málo energie k úniku určitého „přebytečného“ elektronu atomu fosforu (nejvzdálenějších pět elektronů). Když je dopován atomy fosforu, výsledný křemík známý jako N-typ ("n" znamená záporně nabitý), pouze část solárního článku je N-typu.

Další část křemíku je dotována borem a nejvzdálenější elektronový obal boru má místo čtyř elektronů pouze tři, takže lze získat křemík typu P. V křemíku typu p nejsou žádné volné elektrony.

Solární článek typu P a solární článek typu N

Prvek boru je rozptýlen na polovodičovém materiálu typu p a vytváří solární článek se strukturou typu n/p, což je křemíkový plátek typu p;

Fosfor je vstřikován do polovodičového materiálu typu N, aby se vytvořil solární článek se strukturou typu ap/n, což je křemíkový plátek typu N;

V současnosti jsou hlavním produktem ve fotovoltaickém průmyslu křemíkové destičky typu P. Křemíkové destičky typu P mají jednoduchý výrobní proces a nízkou cenu. Křemíkové wafery typu N mají obvykle delší životnost menšinových nosičů a vyšší účinnost článku, ale proces je složitější. Křemíkové destičky typu N jsou dopovány fosforovými prvky, fosfor a křemík mají špatnou kompatibilitu a distribuce fosforu je při vytahování tyče nerovnoměrná. Křemíkové destičky typu P jsou dopovány prvky boru a segregační koeficienty boru a křemíku jsou ekvivalentní a rovnoměrnost disperze se snadno ovládá.

Vysoká účinnost křemíkových článků je v současnosti cílem fotovoltaického průmyslu, protože se věří, že zlepšení účinnosti znamená větší konkurenceschopnost. Nejvyšší účinnost fotovoltaických modulů typu P má však své vlastní úzké hrdlo. Když fotovoltaické moduly typu N získají vysokou účinnost, zvýší se obtížnost procesu a také se zvýší náklady. Aplikační prostředí fotovoltaických článků je velmi drsné, a proto se jejich dlouhodobá stabilita stane klíčovým faktorem, který bude v budoucnu zvažován. Budoucí fotovoltaický průmysl a aplikace by proto měly hledat rovnováhu ve třech aspektech účinnosti – nákladů – dlouhodobé spolehlivosti.