M10 MBB، N-Type TopCon 108 نصف خلايا 420W-435W وحدة الطاقة الشمسية ذات الإطار الأسود

الطاقة الشمسية هي أحد مصادر الطاقة المتجددة التي يمكن استخدامها لتوليد الكهرباء من خلال الخلايا الكهروضوئية.عادة ما تكون الخلايا الكهروضوئية مصنوعة من السيليكون، وهو أحد أشباه الموصلات.يتم تطعيم السيليكون بالشوائب لإنشاء نوعين من المواد شبه الموصلة: النوع n والنوع p.وهذان النوعان من المواد لهما خصائص كهربائية مختلفة، مما يجعلها مناسبة للاستخدامات المختلفة في إنتاج الطاقة الشمسية.

في الخلايا الكهروضوئية من النوع n، يتم تطعيم السيليكون بشوائب مثل الفوسفور، الذي يتبرع بالإلكترونات الزائدة للمادة.هذه الإلكترونات قادرة على التحرك بحرية داخل المادة، مما يخلق شحنة سالبة.عندما تسقط الطاقة الضوئية من الشمس على خلية كهروضوئية، تمتصها ذرات السيليكون، مما يؤدي إلى تكوين أزواج من الثقوب الإلكترونية.ويتم فصل هذه الأزواج بواسطة مجال كهربائي داخل الخلية الكهروضوئية، مما يدفع الإلكترونات نحو الطبقة من النوع n.

في الخلايا الكهروضوئية من النوع p، يتم تطعيم السيليكون بشوائب مثل البورون، مما يؤدي إلى تجويع المادة من الإلكترونات.يؤدي هذا إلى إنشاء شحنات موجبة أو ثقوب قادرة على التحرك حول المادة.عندما تسقط الطاقة الضوئية على خلية كهروضوئية، فإنها تخلق أزواجًا من الثقوب الإلكترونية، ولكن هذه المرة يدفع المجال الكهربائي الثقوب نحو الطبقة من النوع p.

الفرق بين الخلايا الكهروضوئية من النوع n والنوع p هو كيفية تدفق نوعي حاملات الشحنة (الإلكترونات والثقوب) داخل الخلية.في الخلايا الكهروضوئية من النوع n، تتدفق الإلكترونات المولدة ضوئيًا إلى الطبقة من النوع n ويتم جمعها بواسطة ملامسات معدنية في الجزء الخلفي من الخلية.بدلاً من ذلك، يتم دفع الثقوب المتولدة نحو طبقة النوع p وتتدفق إلى نقاط الاتصال المعدنية الموجودة في مقدمة الخلية.والعكس صحيح بالنسبة للخلايا الكهروضوئية من النوع p، حيث تتدفق الإلكترونات إلى نقاط الاتصال المعدنية الموجودة في الجزء الأمامي من الخلية وتتدفق الثقوب إلى الخلف.

إحدى المزايا الرئيسية للخلايا الكهروضوئية من النوع n هي كفاءتها الأعلى مقارنة بالخلايا من النوع p.نظرًا لزيادة الإلكترونات في المواد من النوع n، فمن الأسهل تكوين أزواج ثقب الإلكترون عند امتصاص الطاقة الضوئية.وهذا يسمح بتوليد المزيد من التيار داخل البطارية، مما يؤدي إلى إنتاج طاقة أعلى.بالإضافة إلى ذلك، فإن الخلايا الكهروضوئية من النوع n أقل عرضة للتدهور بسبب الشوائب، مما يؤدي إلى عمر أطول وإنتاج طاقة أكثر موثوقية.

من ناحية أخرى، عادة ما يتم اختيار الخلايا الكهروضوئية من النوع P بسبب انخفاض تكاليفها المادية.على سبيل المثال، السيليكون المشوب بالبورون أقل تكلفة من السيليكون المشوب بالفوسفور.وهذا يجعل الخلايا الكهروضوئية من النوع p خيارًا أكثر اقتصادا لإنتاج الطاقة الشمسية على نطاق واسع والذي يتطلب كميات كبيرة من المواد.

باختصار، الخلايا الكهروضوئية من النوع n والنوع p لها خصائص كهربائية مختلفة، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات مختلفة في إنتاج الطاقة الشمسية.في حين أن الخلايا من النوع n أكثر كفاءة وموثوقية، فإن الخلايا من النوع p تكون أكثر فعالية من حيث التكلفة بشكل عام.ويعتمد اختيار هاتين الخليتين الشمسيتين على الاحتياجات المحددة للتطبيق، بما في ذلك الكفاءة المطلوبة والميزانية المتاحة.