Sommaire：
1. Distinctions fondamentales entre les cellules solaires de type N et de type P
2. Les avantages et les inconvénients des cellules solaires de type N et de type P
3. Cellules solaires de type N VS. P
4. Applications des cellules solaires de type N et de type P
5. Quel panneau solaire utiliser ? Type N ou Type P ?
Distinctions fondamentales entre les cellules solaires de type N et de type P
Une cellule solaire conventionnelle en silicium cristallin (c-Si) est une plaquette de silicium qui a été dopée chimiquement pour augmenter la puissance. La quantité d'électrons est la principale distinction entre les cellules solaires de type P et les cellules solaires de type N. Une cellule de type P est souvent dopée au bore, qui possède un électron de moins que le silicium et confère donc à la cellule une charge positive. Une cellule de type N est dopée au phosphore, qui possède un électron de plus que le silicium et charge donc la cellule négativement.
Que sont les cellules solaires de type N et de type P ?
Cellules solaires de type N
Les cellules solaires de type N sont fabriquées à partir de plaquettes de silicium de type N à l'aide de diverses techniques telles que TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact), HJT (Heterojunction with Intrinsic Thin layer), PERT/PERL (Passivated Emitter Rear Totally Diffused/Passivated Emitter Rear Locally Diffused), IBC (Interdigitated Back Contact), et ainsi de suite. En raison du dopage au phosphore sur la plaquette, la zone c-si d'un panneau solaire de type N est chargée négativement. En raison du dopage au bore, la couche émettrice supérieure est chargée négativement.
Cellules solaires de type P
Les cellules solaires de type P sont fabriquées à partir de plaquettes de silicium de type P et sont généralement fabriquées à l'aide de la technologie classique Al-BSF (Aluminum Back Surface Field) et PERC (Passivated Emitter Rear Contact). En raison du dopage au bore, les panneaux solaires de type P se caractérisent par une zone de c-si en vrac ostensiblement chargée négativement. En raison du dopage au phosphore, la couche émettrice supérieure est chargée positivement. Sur le marché, c'est le PERC qui est le plus souvent utilisé.
Avantages et inconvénients des cellules solaires de type N
Dans l'ensemble, les cellules de type N présentent les avantages et les inconvénients suivants, qui sont examinés plus en détail ci-dessous.
Avantages
1. Ne sont pas sujettes à la détérioration causée par la lumière
2. Durée de vie prolongée
3. Conversion plus efficace que les cellules de type P
Inconvénients
1. Plus chères
2. Part de marché limitée
Avantages et inconvénients des cellules solaires de type P
En résumé, les cellules de type P présentent les avantages et les inconvénients suivants, qui sont examinés plus en détail ci-dessous.
Avantages
1. Dépenses réduites
2. Facilité d'accès
3. Résistance extrême aux rayonnements
Inconvénients
1. Affectées par le défaut de dégradation induite par la lumière (LID)
2. Moins durable que les cellules solaires de type N
Cellules solaires de type N VS. Cellules solaires de type P
(1) Les cellules solaires de type N ont un taux bifacial plus élevé que les cellules solaires de type P en termes de taux bifacial. La cellule PERC (type P) a un taux bifacial de 75 %, la cellule TOPCon (type N) un taux bifacial de 85 % et la cellule HJT (type N) un taux bifacial de 95 %. Plus le taux bifacial est élevé, plus le gain de production d'énergie à l'arrière du module est important, en particulier dans les centrales photovoltaïques à forte réflectivité de surface.
(2) Les cellules PERC ont l'un des coefficients de température les plus faibles (-0,37 %/°C), les cellules TOPCon l'un des plus élevés (-0,29 %/°C) et les cellules HJT l'un des plus faibles (-0,24 %/°C). Les cellules de type N ayant un coefficient de température inférieur à celui des cellules de type P, elles sont moins affectées par les températures élevées, ce qui permet d'améliorer les performances de production d'énergie et de les adapter à des sites bénéficiant de conditions d'irradiation supérieures.
(3) En termes d'atténuation, les plaquettes de silicium de type N sont dopées au phosphore et contiennent très peu de bore, de sorte que la dégradation de la lumière (LID) causée par les paires de bore et d'oxygène est pratiquement inexistante. Le module PERC présente une atténuation de 2 % à 2,5 % la première année et de 0,45 % à 0,55 % la deuxième année, le module TOPCon présente une atténuation de 1 % la première année et de 0,40 % la deuxième année, et le module HJT présente une atténuation de 1 % la première année et de 0,24 % la deuxième année. La production d'électricité sur l'ensemble du cycle de vie d'un module de type N est supérieure à celle d'un module PERC pour la même puissance de sortie globale, et l'espace de prime est plus important.
(4) Les cellules de type N ont une durée de vie de l'oligomère plus longue que les cellules de type P en termes d'efficacité de production d'énergie, ce qui peut considérablement améliorer la tension en circuit ouvert de la batterie et conduire à une plus grande efficacité de conversion de la batterie. Le bore, utilisé dans les cellules de type P, fonctionne correctement mais présente des inconvénients considérables. Il produit notamment une dégradation induite par la lumière (LID), qui réduit l'efficacité des panneaux solaires d'environ 1,5 % après les premiers jours d'exposition au soleil. Cet effet LID n'est pas une contrefaçon. Il est pris en compte dans la puissance des panneaux. Il nuit toutefois à l'efficacité et c'est l'une des raisons pour lesquelles les gens sont souvent trop optimistes quant à la quantité d'électricité que leur nouveau système solaire produira. Les panneaux solaires de type N peuvent atteindre un rendement de 25,7 %, contre 23,6 % pour les panneaux de type P. Un rendement élevé permet d'augmenter la production d'électricité par kilowattheure. Un rendement de conversion élevé peut augmenter la production d'électricité par unité de surface tout en réduisant les coûts de fabrication de l'énergie photovoltaïque.
(5) En ce qui concerne l'effet de faible luminosité, les batteries de type N ont une meilleure réponse spectrale, un temps de fonctionnement effectif plus long et peuvent produire de l'électricité dans des périodes de faible intensité d'irradiation telles que le matin et le soir, les jours nuageux et pluvieux, avec une plus grande économie que les batteries de type P.
(6) Les prix des cellules solaires ont récemment baissé, les cellules de type P coûtant environ 0,081 euro/W et les cellules de type N environ 0,088 euro/W. Les cellules de type P sont moins chères que les cellules de type N. Les cellules de type N sont plus économiques que les cellules de type P. Les cellules solaires de type P sont moins chères que les cellules solaires de type N. Cela s'explique par le fait que les cellules de type P sont moins chères que celles de type N. Cela s'explique par le fait que les panneaux solaires de type P existent depuis beaucoup plus longtemps et qu'il existe davantage de technologies de fabrication permettant de produire des panneaux solaires de type P à un coût inférieur à celui des panneaux solaires de type N.
(7) En raison de leur construction, les panneaux solaires de type n ont une durée de vie globale plus longue que les panneaux solaires de type p. Comme les matériaux des cellules solaires Si (silicium) de type N contiennent très peu de bore, les effets de détérioration induits par la lumière et causés par les couples bore-oxygène peuvent être complètement ignorés. Par conséquent, les cellules solaires au Si de type N ont une durée de vie des porteurs minoritaires plus longue que les cellules solaires au Si de type P. Grâce à ces avantages, les cellules solaires Si de type N ont une durée de vie plus longue et un rendement plus élevé.
(8) Bien que les laboratoires Bell aient inventé la première cellule solaire de type N en 1954, la structure de type P est devenue plus importante en raison de la demande de technologie solaire dans l'espace. Les cellules de type P se sont avérées plus résistantes aux radiations et à la détérioration dans l'espace.
Applications pour les cellules solaires de type N et de type P
Avant 2016, la technologie des cellules à champ arrière en aluminium (BSF) détenait une part de marché de plus de 90 % en tant que technologie de cellules photovoltaïques de première génération. Les cellules PERC ont commencé à gagner du terrain en 2016 et, en 19, elles avaient dépassé la technologie BSF pour devenir la deuxième génération de technologie de cellules photovoltaïques, avec une part de marché allant jusqu'à 65 %.
Les cellules PERC sont une technologie de passivation de l'émetteur et de la face arrière qui utilise un film de passivation pour passivation de la face arrière, améliorant la réflexion interne de la lumière dans la base de silicium, diminuant le taux de compoundage de la face arrière et augmentant l'efficacité de la cellule. À l'heure actuelle, la technologie des batteries PERC est plus mûre et plus rentable, mais l'efficacité de la production de masse a atteint 23,2 %, s'approchant de la limite théorique d'efficacité de 24,5 % environ, et les batteries de type P en raison du phénomène d'atténuation de la lumière riche en oxygène de bore ne peuvent pas être complètement résolues, le fabricant sera confronté à l'investissement du taux d'avantage marginal du taux de diminution de l'effet.
Avec le développement de la demande du marché en matière d'efficacité de conversion des batteries, les fabricants de systèmes solaires ont commencé à concevoir la prochaine génération de technologies de batteries - les batteries à haute efficacité de type N - avec une limite d'efficacité de conversion plus élevée. Les batteries de type N à TOPCon, HJT et IBC sont représentatives de la conversion à haut rendement, de l'anti-dégradation, du faible coefficient de température et du taux de double face, ce qui est propice à l'amélioration du gain de production d'énergie photovoltaïque, à la réduction des coûts de l'électricité et à la réduction des coûts de l'électricité. Il est avantageux de stimuler la production d'électricité photovoltaïque et de réduire les coûts de production d'électricité, et il a un vaste potentiel de développement, mais il est encore dans les premières phases de l'industrialisation en raison des coûts d'investissement élevés.
Selon l'Association chinoise de l'industrie photovoltaïque, les lignes de fabrication de cellules PERC continueront à dominer les nouvelles lignes de production en 2022. Toutefois, au cours du second semestre de l'année, une partie de la capacité de fabrication de cellules de type N a été libérée, et la part de marché des cellules de type P a été ramenée à 87,5 %, tandis que la part de marché des cellules de type N a progressivement augmenté pour atteindre 9,1 %. Au fur et à mesure que les avantages des cellules de type N ont été reconnus par le public, elles ont gagné en popularité et ont été utilisées par un plus grand nombre de personnes. Par conséquent, l'utilisation des cellules de type N devrait dépasser celle des cellules de type P dans un avenir proche.
Selon l'International Technology Roadmap for Photovoltaics (ITRPV), le mono-c-Si de type P contrôlera près de 30 % du marché jusqu'en 2028, tandis que le mono-c-Si de type N passera de moins de 5 % en 2017 à environ 28 %. L'industrie ayant besoin de modules à haut rendement, les acheteurs d'énergie solaire peuvent s'attendre à voir davantage de modèles de type N sur le marché.
Quel panneau solaire utiliser ? Type N ou type P ?
Lors de l'assemblage de votre nouveau système d'énergie solaire, vous devez d'abord choisir les panneaux solaires de type N ou de type P qui vous conviennent le mieux. Tenez compte de votre budget, de vos besoins énergétiques et de l'espace d'installation disponible pour choisir entre les panneaux solaires de type P et de type N.
En ce qui concerne les coûts d'installation, les panneaux solaires de type N seront plus chers que les panneaux de type P. En raison de leur niveau d'efficacité plus élevé, les panneaux solaires de type N pourront produire plus d'énergie que les panneaux de type P en ce qui concerne les besoins énergétiques.
L'espace disponible pour placer les panneaux aura un impact considérable sur le type de panneau que vous choisirez. Si vous ne disposez pas de beaucoup d'espace mais que vos besoins en énergie sont importants, le panneau solaire de type N fonctionnera à un niveau d'efficacité plus élevé.
Si vous disposez d'un espace d'installation plus important et que vous êtes moins préoccupé par le coût, vous pouvez opter pour des panneaux solaires de type P, qui sont légèrement moins efficaces mais moins coûteux pour le propriétaire moyen.
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Référence :
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