In den kontinuierlichen Fortschritten der modernen Photovoltaiktechnologie sind die Typen und die Effizienz von Solarzellen entscheidende Diskussionsthemen. Unter ihnen repräsentiert die TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact)-Solarzelle den neuesten Durchbruch der N-Typ-Technologie, mit einer allgemeinen Effizienz von 22% bis 24% auf dem Markt. Im Vergleich dazu liegt die Effizienz traditioneller P-Typ-Zellen (wie der PERC-Technologie) etwa zwischen 20% und 22%.
Die Wirkungsgrade von n-Typ Solarzellen sind höher als die von PERC-Zellen, dem derzeit einen Marktanteil von 80 % hat . Dies wirft die Frage auf, ob n-Typ Solarzellen die p-Typ Solarzellen ersetzen werden.
Prinzip der Solarzellen
Der photovoltaische Effekt bezieht sich auf das Phänomen, bei dem Licht eine Potentialdifferenz zwischen verschiedenen Teilen eines ungleichmäßigen Halbleiters oder zwischen Halbleiter und Metall erzeugt. Die Solarzelle ist ein Gerät, das aufgrund des photovoltaischen Effekts Sonnenenergie direkt in elektrische Energie umwandelt. Derzeit wird der photovoltaische Effekt vor allem beim p-n-Übergang in Halbleitern angewandt, die Strahlungsenergie in elektrische Energie umwandeln. Es gibt mehr Löcher in der „P-Bereich“, während es mehr Elektronen in der „N-Bereich“ enthalten. Wenn die Sonne auf den Halbleiter-p-n-Übergang scheint, fließt das Loch vom p-Bereich zum n-Bereich, und das Elektron vom n-Bereich zum p-Bereich. Und wenn die Zelle mit Drähten und Lasten verbunden sind, wird der Stromfluss ermöglicht.
Bei einer p-Typ-Zelle wird der Siliziumwafer mit Bor dotiert. Und eine N+/P-Typ-Struktur wid gebildet. Eine n-Typ-Zelle ist mit Phosphor dotiert und die P+/N-Typ-Struktur wird dann gebildet.
Zusammenfassend sind die Unterschiede zwischen N-Typ- und P-Typ-monokristallinen Siliziumwafern:
- Unterschiedliche Leitfähigkeit: N-Typ leitet Elektronen, P-Typ leitet Löcher.
- Unterschiedliche Dotierungselemente: N-Typ wird mit Phosphor und P-Typ mit Bor dotiert.
Die Entwicklung der photovoltaischen Zelltechnologie
Die Entwicklung der photovoltaischen Zelltechnologie hat drei Richtungen durchlaufen: BSF-Zellen (Aluminium Rückseitenoberfläche), PERC-Zellen und N-Typ-Zellen.
Vor 2015 lag der Marktanteil der BSF-Zellen (Aluminium Rückseitenoberfläche) bei über 90 %. Nach 2015, mit der kontinuierlichen Senkung der Kosten für monokristalline Zellen, der Verbesserung des Wirkungsgrads und der raschen Förderung der Lokalisierung von Anlagen, stiegen PERC-Zellen rasch an und besetzten einen großen Marktanteil. Und bis 2020 erhöhten mehrere Unternehmen die Investitionen in n-Typ Solarzellen. N-Typ Solarzellen wurden zur neuen Richtung der PV-Zelltechnologie.
Engpässe bei der Entwicklung von p-Typ Solarzellen
- Der theoretische Wirkungsgrad der monokristallinen PERC-Zellen liegt bei 24,5 %, so dass es in der Praxis schwierig ist, den Wirkungsgrad monokristalliner PERC-Zellen noch erheblich zu verbessern.
- Bei der PERC-Technologie wird die Rückseite der kristallinen Siliziumzelle passiviert. Die Elektronen müssen sich über eine längere Strecke durch den Laserspalt ausbreiten, um auf die Aluminiumelektrode auf der Rückseite zu erreichen, so dass Defekte und Verunreinigungen eine stärkere LID (lichtinduzierte Degradation) verursachen können.
Vorteile von n-Typ Solarzellen
Höhere Umwandlungseffizienz
Im Vergleich zu P-Typ-Siliziumwafern enthalten N-Typ-Wafer mehr freie Elektronen, die sich schneller bewegen. Daher verfügen N-Typ-Zellen theoretisch über eine höhere photoelektrische Umwandlungseffizienz.
Längere Lebensdauer der Minderheitsladungsträger
Die Lebensdauer der Minderheitsladungsträger (Löcher) in N-Typ-Siliziumwafern ist länger, was zur Verbesserung der Zellleistung und -effizienz beiträgt.
Geringere LID-Degeneration
N-Typ-Wafer werden hauptsächlich mit Phosphor dotiert, wodurch die lichtinduzierte Degeneration (LID), die bei P-Typ-Zellen durch Bor-Sauerstoff-Paare verursacht wird, vermieden wird. Dadurch ist die LID-Degeneration von N-Typ-Zellen geringer und Bor-Sauerstoff-Defekte treten nicht auf.
Niedrigerer Temperaturkoeffizient
Der Temperaturkoeffizient von N-Typ-Zellen ist niedriger, was eine bessere Leistung bei hohen Temperaturen ermöglicht. Bei P-Typ-Zellen sinkt die Ausgangsleistung bei einem Temperaturanstieg von 1 °C um etwa 0,4 % bis 0,5 %, während der Temperaturkoeffizient von N-Typ-Zellen nur etwa die Hälfte davon beträgt. Daher sind N-Typ-Zellen für Regionen mit höheren Temperaturen geeignet, wie z. B. Südeuropa, wo gute Lichtverhältnisse herrschen.
Höhere Rückseite-Effizienz
Die Rückseitenleistung von N-Typ-Zellen ist höher. Die Rückseite-Effizienz von P-Typ-PERC-Zellen liegt bei etwa 75 %, während die Rückseite-Effizienz von N-TOPCon-Zellen über 85 % und bei N-HJT-Zellen bis zu 95 % beträgt.
Schwierigkeiten bei der kommerziellen Massenproduktion von n-Typ Solarzellen
- n-Typ Solarzellen stellen höhere Anforderungen an den Produktionsprozess, während gleichzeitig höhere Wirkungsgrad erzielt werden. Die Kosten für die Zellen werden definitiv steigen. Daher ist die Senkung der Produktionskosten von n-Typ Solarzellen zu einer der wichtigsten Aufgaben der Zellhersteller.
- Im Vergleich zu denn p-Typ Solarzellen ist die Industriekette der n-Typ Solarzellen noch nicht perfekt. Um n-Typ Solarzellen in Massenproduktion herzustellen, muss die Verbesserung der unterstützenden Einrichtungen beschleunigt werden.
Wie wählt man zwischen N-Typ- und P-Typ-Zellen?
Vor- und Nachteile im Vergleich
Nachfolgend sind die Parameter im Vergleich
Wie erkennt man, ob deine Solarzelle vom P- oder N-Typ ist?
Es gibt mehrere Methoden, um festzustellen, ob Ihr Solarpanel N-Typ oder P-Typ ist:
- Beobachten Sie die Ober- und Unterseite des Photovoltaikmoduls:
N-Typ-Module haben eine N-Typ-Silizium-Basis mit P-Typ-Silizium auf der Oberseite, wodurch die Oberseite der Pluspol und die Unterseite der Minuspol ist. P-Typ-Module haben eine P-Typ-Silizium-Basis mit N-Typ-Silizium auf der Oberseite, wodurch die Oberseite der Minuspol und die Unterseite der Pluspol ist. - Überprüfen Sie die Ausrichtung der Sammelschienen auf der Vorderseite des Moduls:
Beobachten Sie die Richtung der auf der Oberseite und Unterseite des Moduls verlöteten Sammelschienen. - Überprüfen Sie die Polaritätskennzeichnungen am Anschlusskasten auf der Rückseite des Moduls:
Unterscheiden Sie, ob die von den Zellen kommenden Sammelschienen mit dem Plus- oder Minuspol verbunden sind.
Zusätzlich können Sie:
- Die beigefügte Spezifikation oder Dokumentation des Solarpanels überprüfen. Der Zelltyp sollte dort aufgeführt sein.
- Den Modellnamen oder die Bezeichnung des Panels ansehen. P-Typ-Panels haben oft ein „P“ im Namen, während N-Typ-Panels möglicherweise ein „N“ enthalten.
- Den Hersteller kontaktieren und direkt nach dem verwendeten Zelltyp fragen.
- Die Dicke der Zellen messen – P-Typ-Zellen sind oft dicker als N-Typ-Zellen.
Markttrends und zukünftige Entwicklungsaussichten
Bis 2024 verändert sich die Marktanteilsverteilung zwischen N-Typ- und P-Typ-Zellen im Photovoltaikmarkt erheblich. Traditionell dominieren P-Typ-Zellen (insbesondere PERC-Technologie) den Markt. Doch mit dem Aufstieg der N-Typ-Technologien (wie TOPCon und HJT) wandelt sich dieses Bild schnell.
Die Vorteile der N-Typ-Zellen liegen in ihrer höheren Effizienz und besseren Leistung unter hohen Temperaturen und schwachem Licht, weshalb ihr Marktanteil rasch steigt. Im Jahr 2023 machte die Produktion von N-Typ-Zellen etwa 30 % des Gesamtmarktes aus, und es wird erwartet, dass dieser Anteil in den kommenden Jahren weiter wächst und möglicherweise zwischen 2025 und 2026 den P-Typ-Zellen übertreffen könnte. Analysten prognostizieren, dass mit steigenden Kosten und Effizienz der N-Typ-Zellen der Marktanteil der P-Typ-PERC-Zellen allmählich zurückgehen und möglicherweise sogar ganz verschwinden könnte.
Glauben Sie, dass in Zukunft N-Typ- oder P-Typ-Zellen den Markt dominieren werden?
Seit 2008 engagiert sich Maysun Solar für die Produktion hochwertiger Photovoltaikmodule. Unsere Palette an Solarmodulen, einschließlich IBC-, HJT-, TOPCon-Modulen und Balkonsolaranlagen, wird mit modernster Technologie hergestellt und bietet hervorragende Leistung und garantierte Qualität. Maysun Solar hat erfolgreich Büros und Lager in vielen Ländern etabliert und langfristige Partnerschaften mit führenden Installateuren aufgebaut! Für die neuesten Angebote zu Solarmodulen oder alle Fragen im Zusammenhang mit Photovoltaik kontaktieren Sie uns bitte. Wir sind bestrebt, Ihnen zu dienen, und unsere Produkte bieten Ihnen zuverlässige Sicherheit.
Dit vind je misschien ook leuk: