Innanzitutto, la differenza tra i tipi di wafer di silicio della materia prima
La differenza fondamentale tra i componenti di tipo P e i componenti di tipo N deriva dal tipo di wafer di silicio della materia prima utilizzata. I componenti di tipo P utilizzano wafer di silicio di tipo P, che creano un ambiente semiconduttore dominato da fori incorporando boro trivalente in wafer di silicio puro. I componenti di tipo N utilizzano wafer di silicio di tipo N, che sono incorporati nell'elemento pentavalente fosforo per formare una struttura semiconduttrice con una maggioranza di elettroni. Questa differenza nei materiali di base determina la differenza fondamentale nelle prestazioni tra i due.
In secondo luogo, la differenza nella tecnologia di preparazione
In termini di tecnologia di preparazione, i componenti di tipo P hanno subito una transizione dal tradizionale backfield in alluminio (Al-BSF) alla tecnologia PERC. La tecnologia PERC migliora efficacemente l'efficienza di conversione fotoelettrica della cella aggiungendo uno strato di passivazione sul retro della cella. Tuttavia, man mano che la tecnologia PERC si avvicina gradualmente ai suoi limiti di efficienza teorici, l’ulteriore sviluppo dei componenti di tipo P deve affrontare sfide. Al contrario, la tecnologia di preparazione dei componenti di tipo N è più diversificata e comprende TOPCon, HJT, PERT/PERL, IBC e così via. Queste tecnologie non solo hanno un'elevata efficienza di conversione, ma hanno anche caratteristiche di anti-attenuazione e basso coefficiente di temperatura, mostrando un potenziale di mercato più forte. In particolare, la tecnologia HJT, con la sua struttura unica di eterogiunzione, realizza tensioni aperte e correnti di cortocircuito più elevate e diventa leader nei componenti di tipo N.
In terzo luogo, performance e applicazione di mercato
In termini di prestazioni effettive, i componenti di tipo N solitamente hanno un'efficienza di conversione più elevata e una migliore stabilità. Ciò è dovuto all’elevata mobilità degli elettroni dei materiali di silicio di tipo N e alla tecnologia di preparazione avanzata. Inoltre, anche le prestazioni dei moduli di tipo N nella generazione di energia a doppia faccia e in condizioni di scarsa illuminazione sono migliori di quelle dei moduli di tipo P, il che conferisce loro una prospettiva di applicazione più ampia nel fotovoltaico distribuito, nella riduzione della povertà nel fotovoltaico e in altri campi. Tuttavia, il costo elevato dei componenti di tipo N ha rappresentato un ostacolo alla loro adozione su larga scala. Allo stato attuale, l’industrializzazione della tecnologia di tipo N è ancora in fase iniziale e i costi di produzione sono relativamente elevati, con conseguenti prezzi di mercato elevati. Ciò fa sì che molti consumatori preferiscano ancora i moduli di tipo P con prestazioni di costo più elevate quando scelgono i prodotti fotovoltaici.
In quarto luogo, la storia e lo sviluppo della tecnologia delle celle fotovoltaiche
1, PERC occupa il mainstream, vicino al limite dell’efficienza di conversione
Aggiungendo un film di passivazione sul retro della cella, la tecnologia PERC riduce efficacemente la perdita per ricombinazione dei portatori fotogenerati, migliorando così l'efficienza di conversione della cella. L'introduzione di questa tecnologia ha migliorato significativamente l'efficienza di conversione delle batterie di tipo P e ne ha anche promosso la popolarità sul mercato. Attualmente, le batterie PERC hanno occupato una posizione dominante nel mercato fotovoltaico e sono diventate la tecnologia tradizionale per le batterie di tipo P. La tecnologia delle celle PERC è relativamente matura ed economica, ma l'efficienza della produzione di massa ha raggiunto il 23,2%, avvicinandosi gradualmente all'efficienza limite teorica di circa il 24,5%, lo spazio di aumento dell'efficienza è stretto e la cella di tipo P a causa dell'ossigeno ricco di boro causato dal fenomeno del decadimento della luce non può essere completamente risolto, i produttori dovranno affrontare il tasso di beneficio marginale dell'effetto di diminuzione degli investimenti, lo spazio di sviluppo delle cellule di tipo P è molto limitato.
2, le batterie di tipo N presentano evidenti vantaggi e si prevede che diventeranno la nuova corrente principale del mercato fotovoltaico
Poiché i requisiti del mercato in termini di efficienza di conversione delle celle continuano a migliorare, i produttori di fotovoltaico hanno iniziato a sviluppare la prossima generazione di tecnologia cellulare con limiti di efficienza di conversione più elevati: batterie ad alta efficienza di tipo N. Le batterie di tipo N, rappresentate da TOPCon, HJT e IBC, presentano i vantaggi di elevata efficienza di conversione, anti-attenuazione, basso coefficiente di temperatura e elevato tasso di doppia faccia, che favoriscono il miglioramento del guadagno di produzione di energia fotovoltaica e la riduzione dei costi di produzione di energia, e hanno ampie prospettive di sviluppo, ma sono ancora nella fase iniziale dell’industrializzazione a causa degli elevati costi di investimento.
Le batterie a cristallo singolo di tipo N presentano i seguenti vantaggi rispetto alle batterie a cristallo singolo di tipo P:
(1) alta efficienza: l'efficienza di conversione fotoelettrica dei componenti di tipo N è solitamente superiore a quella dei componenti di tipo P, soprattutto in condizioni di bassa irradiazione.
(2) coefficiente di temperatura basso: il coefficiente di temperatura dei componenti di tipo N è basso, può mantenere prestazioni relativamente stabili in condizioni di temperatura elevata, adatto per l'applicazione in aree calde.
(3) forti prestazioni di decadimento anti-luce: i componenti di tipo N hanno migliori prestazioni di decadimento anti-luce e possono mantenere un elevato livello di prestazioni nell'uso a lungo termine.
La cella TopCon è un tipo di cella solare basata sul principio del vettore selettivo, nota anche come cella di passivazione con ossidazione a effetto tunnel o cella i-TOPCon. Il suo principio di funzionamento si basa sul principio del portatore selettivo, aggiungendo uno strato di silice sulla superficie della cella, la cella può passare selettivamente attraverso gli elettroni e bloccare la lacuna, migliorando così significativamente la tensione a circuito aperto e il fattore di riempimento della cella .
La cella TopCon è caratterizzata da alta efficienza, lunga durata, funzionamento ad alta temperatura, basso costo e altri vantaggi. Il design strutturale della cella migliora significativamente la tensione a circuito aperto e il fattore di riempimento, in modo che l'efficienza di conversione della cella sia maggiore. Allo stesso tempo, grazie alla sua lunga durata, può continuare a funzionare per decenni. Inoltre, questa cella può funzionare in un ambiente ad alta temperatura, migliorando l'efficienza della cella. Ancora più importante, il costo di produzione delle batterie TopCon è basso, il che è uno dei motivi per cui ha ricevuto molta attenzione sul mercato.
（1）Alta efficienza: la tensione a circuito aperto e il fattore di riempimento delle batterie TopCon sono stati notevolmente migliorati, rendendo la cella più efficiente da convertire.
（2）Lunga durata: le batterie TopCon hanno una lunga durata e possono durare decenni.
（3）Funzionamento ad alta temperatura: la cella TopCon può funzionare in un ambiente ad alta temperatura, migliorando l'efficienza della cella.