Ogniwa typu N — rewolucja czy tylko kolejny krok?

Ogniwa fotowoltaiczne typu N – rewolucja czy kolejny krok naprzód w branży?

Moduły fotowoltaiczne są produkowane przy użyciu różnych technologii, które mają na celu zwiększenie mocy i sprawności tych urządzeń. Nazwy takie jak PERC, Half-Cut czy MWT są już znane większości osób zainteresowanych fotowoltaiką. Jednak coraz częściej możemy usłyszeć o dwóch nowych terminach – N-type i P-type. Czym się różnią i czy faktycznie są nową innowacją na rynku?

Porównanie ogniwa fotowoltaicznego typu P i N — różnice i zastosowanie

Ogniwa fotowoltaiczne wykonane z krzemu krystalicznego generują prąd elektryczny poprzez utworzenie półprzewodnikowego złącza P-N. Skróty P i N odnoszą się odpowiednio do positive (P) i negative (N). Ogniwa typu P wykorzystują domieszki boru, które mają o jeden elektron mniej niż krzem. Powoduje to powstawanie dodatnich dziur elektronowych (P). Natomiast ogniwa typu N wykorzystują domieszki fosforu, który ma o jeden elektron więcej niż krzem, prowadząc do powstania ujemnych dziur elektronowych (N).

W prostych słowach, ogniwa typu N są zbudowane głównie z krzemu typu N (z domieszką fosforu) i cienkiej warstwy krzemu typu P (z domieszką boru), podczas gdy ogniwa typu P mają odwrotną strukturę. Obie technologie wykorzystują złącze P-N, ale jest ono spolaryzowane inaczej. Technologia typu N tworzy ujemną polaryzację, podczas gdy technologia typu P tworzy dodatnią polaryzację.

Różnice między ogniwami typu P i N mają wpływ na ich właściwości i zastosowanie. Ogniwa typu N charakteryzują się wyższą wydajnością konwersji energii słonecznej na energię elektryczną. To oznacza, że generują większą ilość energii przy tej samej powierzchni modułu. Mają również lepszą efektywność w warunkach niskiego oświetlenia. To sprawia, że są bardziej efektywne w pochmurne dni lub przy słabszym świetle.

Ponadto, ogniwa typu N są mniej podatne na degradację spowodowaną działaniem światła, co oznacza, że mogą zachować swoją wydajność na wyższym poziomie przez dłuższy czas. Jest to istotne, ponieważ większość modułów fotowoltaicznych ma gwarancję utrzymania określonej wydajności przez wiele lat.

Warto jednak pamiętać, że technologia typu N jest stosunkowo nowa i nadal rozwijana. Cena modułów opartych na tej technologii może być nieco wyższa w porównaniu do tradycyjnych ogniw typu P.

Ogniwa typu N — różnica w cenie

Ogniwa typu N mają długą historię, sięgającą aż 1954 roku, jednak większość firm fotowoltaicznych przez wiele lat opierała swoją produkcję na ogniwach typu P. Nie jest zaskoczeniem, że głównym czynnikiem wpływającym na ten stan rzeczy był niższy koszt produkcji paneli wykorzystujących technologię typu P. Warto jednak zauważyć, że różnice cenowe stopniowo zanikają.

Jak wspomnieliśmy, ogniwa typu N zawierają większą ilość domieszek fosforu, co sprawia, że proces produkcji tych komponentów wymaga większej precyzji. Konieczne są zabezpieczenia i testy, co wiąże się z dodatkowymi kosztami. Przez wiele lat wpływało to na ogólną cenę ogniw N-type. Jeszcze kilka lat temu różnica cenowa w porównaniu do ogniw typu P sięgała nawet 5 centów, ale obecnie zmniejszyła się do poziomu 2-3 eurocentów. W miarę rosnącej popularności technologii można przewidzieć dalsze wyrównywanie kosztów.

Wzrost kosztów produkcji ogniw N-type wynika również z ich specyficznych właściwości. Ogniwa te są bardziej podatne na wybuchy, dlatego proces produkcji musi być bardziej skrupulatny i wymaga większych środków bezpieczeństwa. Jednak rozwój technologiczny i doskonalenie procesów produkcyjnych prowadzi do coraz lepszych i bardziej ekonomicznych rozwiązań.

Wraz z rosnącą świadomością ekologiczną i rosnącym zapotrzebowaniem na odnawialne źródła energii, technologia N-type zyskuje na popularności. Ogniwa typu N oferują większą wydajność i stabilność, zwłaszcza w warunkach niskiego oświetlenia. Ich zdolność do utrzymania wyższej wydajności przez dłuższy czas jest także istotna dla konsumentów.

Pomimo pewnych wyzwań związanych z kosztami produkcji, trend w kierunku ogniw typu N jest widoczny. W miarę rozwoju technologii i większej konkurencji na rynku można przewidzieć dalsze zmniejszanie różnic cenowych między ogniwami typu P i typu N.

Ogniwa typu N — różnice w sprawności

Ogniwa typu N mają wiele zalet, które przemawiają na ich korzyść, oprócz malejących kosztów produkcji. Ich główną przewagą jest wyższa sprawność. Ogniwa typu P-type osiągnęły już maksymalną sprawność na poziomie 24,5%. Natomiast ogniwa typu N mają znacznie większy potencjał i eksperci oczekują, że osiągną sprawność sięgającą nawet 28,7%.

Dodatkowo mają one lepszy współczynnik temperaturowy, co oznacza, że są bardziej efektywne w produkcji energii w upalne dni. Są również bardziej odporne na degradację LID (ang. light-induced degradation) – czyli utratę wydajności spowodowaną ekspozycją na światło słoneczne. Degradacja LID najczęściej występuje w wyniku tworzenia się związków boru i tlenu w płytkach krzemowych. Ogniwa tego typu zawierają mniejszą ilość boru, dlatego są mniej podatne na ten rodzaj degradacji. Dzięki temu mogą mieć dłuższą gwarancję na swoją wydajność w porównaniu do ogniw typu P.

Warto również wspomnieć, że na rynku dostępne są nowoczesne moduły typu P, w których bor został zastąpiony gallem. Gal, podobnie jak bor, ma o jeden elektron mniej niż krzem, co pozwala na wytworzenie pola elektrycznego w krzemie. Zastosowanie galu w ogniwach typu P ma kluczową zaletę – eliminuje reakcję bor-tlen odpowiedzialną za degradację LID. Przez długi czas proces łączenia krzemu i galu był opatentowany. Dlatego wprowadzenie go do produkcji fotowoltaiki nastąpiło niedawno, po wygaśnięciu praw patentowych w maju 2020 roku. Branża szybko przestawiła się na wykorzystanie galu. Już w 2021 roku aż 80% produkowanych paneli słonecznych typu P bazowało na tej technologii.

Ogniwa typu N oferują większą sprawność i odporność na degradację LID. Sprawia to, że są atrakcyjnym rozwiązaniem dla przyszłości rynku fotowoltaicznego. W miarę postępu technologicznego i dalszego obniżania kosztów produkcji można przewidzieć wzrost popularności i powszechne stosowanie ogniw typu N w instalacjach fotowoltaicznych.

Przyszłość ogniw typu P i N.

W 2018 roku ogniwa typu N były jeszcze niszowym rozwiązaniem, oferowanym tylko przez nielicznych producentów, takich jak Sanyo, SunPower, Yingli Green czy LG Electronics. Jednak w latach 2018-2019 dołączyły do nich kolejne firmy, takie jak Jolywood, Hevel, REC Group i Linyang. Prawdziwa zmiana nastąpiła jednak między 2020 a 2022 rokiem,. Liderzy rynku fotowoltaicznego zaczęli przechodzić ze swoich modeli produkcyjnych opartych na ogniwach typu P na ogniwach typu N. Decyzje takich gigantów jak Jinko, LONGi, JA Solar i Trina Solar sprawiły, że przekształcenie całego rynku fotowoltaicznego z technologii P-type na N-type stało się tylko kwestią czasu.

Prognozy rozwoju branży jednoznacznie wskazują, że pod koniec 2030 roku N – type staną się standardem. W roku 2023 obserwujemy kolejny znaczący krok w tym kierunku, ponieważ dwaj najwięksi producenci ogniw fotowoltaicznych — Tongwei i Aiko — postawiły na produkcję ogniw typu N, które zaopatrują w te komponenty znaczną część firm produkujących gotowe panele fotowoltaiczne.

To strategiczne decyzje przodujących graczy na rynku fotowoltaiki jasno wskazują na nieuchronne zmiany w branży. Ogniwa N – type mają przewagę w zakresie sprawności i odporności na degradację. Wraz z dalszym rozwojem technologicznym i spadkiem kosztów produkcji, ich popularność będzie tylko rosła. Nie pozostaje wątpliwości, że przyszłość rynku fotowoltaicznego należy do ogniw typu N.

Ogniwa typu N-type czy P-type – co wybrać?

Zarówno moduły ogniw typu N, jak i P są niezwykle wydajne i będą generować zyski, które przyczynią się do długoterminowych oszczędności dla Twojego gospodarstwa. Warto jednak pamiętać, że rodzaj zastosowanych ogniw to tylko jeden z wielu czynników, na które powinieneś zwrócić uwagę podczas wyboru paneli fotowoltaicznych. Inne istotne czynniki to między innymi współczynnik temperaturowy, roczny spadek mocy czy dodatkowe technologie stosowane podczas produkcji modułów, takie jak Half Cut czy MWT.

Przez wiele lat ogniwa typu P były synonimem najwyższej sprawności na rynku i były powszechnie wybierane przez czołowych producentów. Jednak technologia nieustannie się rozwija, a producenci paneli fotowoltaicznych dążą do osiągnięcia najwyższej jakości swoich produktów przy jednoczesnym ograniczaniu kosztów. Skoncentrowanie się na ogniwach typu N stanowi kolejny krok w tym kierunku.

Warto zdawać sobie sprawę, że wybór między ogniwami typu N a P zależy od indywidualnych preferencji, budżetu i warunków instalacji. Ogniwa typu N mają większy potencjał pod względem sprawności i odporności na degradację, co może przynieść dodatkowe korzyści w długim okresie eksploatacji. Niemniej jednak, ogniwa typu P nadal są popularne i niezawodne, a ich niższe koszty produkcji mogą być atrakcyjne dla niektórych inwestorów.

Solar STAG — fotowoltaika Solar STAG to marka w portfolio spółki AC S.A. Pod tą marką od listopada 2020 roku firma oferuje klientom indywidualnym, rolnikom oraz klientom biznesowym kompletne instalacje fotowoltaiczne. Klienci Solar STAG mogą liczyć na wsparcie nie tylko od projektu do montażu i uruchomienia instalacji fotowoltaicznej. Specjaliści i serwisanci Solar STAG pozostaną do dyspozycji klientów przez cały okres użytkowania paneli. Co ważne, nasi doradcy pomogą także w załatwieniu niezbędnych formalności, także tych dotyczących pozyskania dotacji ze środków publicznych. Dzięki silnej pozycji rynkowej spółka może zaproponować korzystne formy finansowania inwestycji, we współpracy z uznanymi instytucjami finansowymi.