Основной вектор развития фотоэлектрических технологий сегодня направлен на повышение эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую. Два мировых лидера по производству солнечных панелей, LONGi и JinkoSolar, друг за другом объявили о достижении рекордной эффективности ячеек n-типа.
В начале мая компания LONGi Solar, крупнейший поставщик солнечных модулей в 2020 году, установила новый рекорд эффективности преобразования для монокристаллической двусторонней ячейки TOPCon n-типа, равной 25,09%. Спустя несколько недель их основной конкурент JinkoSolar добился эффективности 25,25% для аналогичной ячейки, что было зафиксировано Национальным институтом метрологии Китая. Стоит отметить, что JinkoSolar в третий раз побил мировой рекорд с июля 2020 года на ячейках данного типа.
Д-р Хао Цзинь, технический директор JinkoSolar Co., Ltd., прокомментировал это событие: «Мы очень гордимся тем, что менее чем за один год установили три мировых рекорда для самой совершенной крупноформатной ячейки n-типа в мире. Максимальная эффективность преобразования повысилась с 24,79% до 24,9%, а теперь и до 25,25%, благодаря последнему прорыву. Каждая веха была глобальным признанием наших научно-исследовательских возможностей мирового уровня…».
Ячейки p- и n-типа: в чем разница?
Термин «p-тип» означает, что ячейка построена на основе положительно заряженной кремниевой пластины (от англ. positive - “положительный”). Верхняя часть пластины отрицательно допирована фосфором, который имеет на один электрон больше, чем кремний. Это создает p-n-переход, который обеспечивает поток электричества в ячейке.
Солнечные элементы n-типа устроены по-другому, здесь основой является отрицательно заряженная пластина (от англ. negative - “отрицательный”).
Первым солнечным элементом, созданным Bell Laboratories в 1954 году, была ячейка n-типа. В первое время наблюдалось быстрое повышение эффективности ячеек такого типа. Но дело в том, что в начале своего развития солнечные технологии разрабатывались в основном для применения в космосе, и оказалось, что структура p-типа обладает большей устойчивостью к радиационному излучению. Внимание ученых в большей мере было привлечено именно к такой структуре солнечных ячеек. Затем индустрия, используя многолетний опыт производства элементов p-типа для космических целей, на этой же основе стала производить продукты для наземного применения. В настоящее время на рынке безусловно господствует продукция p-типа. Именно из таких солнечных элементов собираются высокоэффективные PERC-модули — массовый, самый популярный товар. Но эти ячейки сегодня подходят к пределу своей эффективности, и дальнейшее развитие возможно только на новой технологической основе.
Именно поэтому в последнее время производители солнечных модулей вернулись к ячейкам n-типа и занялись их совершенствованием. Профессиональное издание PV Tech считает, что в середине этого десятилетия произойдет резкая смена технологий в мире фотовольтаики. И уже к 2030 году почти все производимые фотоэлектрические модули будут использовать пластины n-типа.
Солнечная энергетика - динамично развивающаяся отрасль, в которой технологии быстро эволюционируют. Для покупателя конечного продукта - солнечной панели - различия между типами элементов не имеют принципиального значения. Но более эффективные модули занимают меньше места, позволяют снизить капитальные затраты и делают солнечную энергию еще более доступной.
