Contenido：
1.Diferencias fundamentales entre las células solares de tipo N y de tipo P
2.Ventajas y desventajas de las células solares tipo N y tipo P
3.Células solares de tipo N VS. Células solares tipo P
4.Aplicaciones de las células solares tipo N y tipo P
5. Panel solar tipo N o tipo P, ¿cuál elegir?
Diferencias fundamentales entre las células solares de tipo N y de tipo P
Una célula solar estándar de silicio cristalino (c-Si) es una oblea de silicio que se ha dopado con diversos productos químicos para aumentar la potencia de salida. La diferencia fundamental entre las células solares de tipo P y las de tipo N es el número de electrones. Una célula de tipo P suele dopar su oblea de silicio con boro, que tiene un electrón menos que el silicio (lo que hace que la célula tenga carga positiva). Una célula de tipo N está dopada con fósforo, que contiene un electrón más que el silicio (lo que hace que la célula tenga carga negativa).
¿Qué son los paneles solares de tipo N y de tipo P?
Célula solar de tipo N
Las células solares de tipo N utilizan obleas de silicio de tipo N como materia prima y se fabrican mediante diversas técnicas, como TOPCon (Contacto pasivado de óxido de túnel), HJT (Heterounión con capa fina intrínseca), PERT/PERL (Emisor pasivado posterior totalmente difuso/Emisor pasivado posterior localmente difuso), IBC (Contacto posterior interdigitado), etcétera. La región c-si de un panel solar de tipo N está cargada negativamente debido al dopaje con fósforo de la oblea. Su capa emisora superior está cargada negativamente debido al dopaje con boro.
Célula solar tipo P
Las células solares de tipo P utilizan obleas de silicio de tipo P como materia prima y se fabrican principalmente con la tecnología tradicional Al-BSF (Aluminum Back Surface Field) y la tecnología PERC (Passivated Emitter Rear Contact). Los paneles solares de tipo P tienen una zona de c-si prominente que está cargada negativamente debido al dopaje con boro. Su capa emisora superior está cargada positivamente debido al dopaje con fósforo. PERC es más comúnmente utilizado en el mercado.
Ventajas y desventajas de las células solares de tipo N
En general, las células de tipo N tienen las siguientes ventajas y desventajas, que se describen con más detalle a continuación.
Ventajas：
1.No están sujetas a la degradación inducida por la luz
2.Larga esperanza de vida
3.Mayor eficiencia de conversión que las células de tipo P
Desventajas：
1.Más costosas
2.Cuota de mercado reducida
Ventajas y desventajas de las células solares de tipo P
Para resumir brevemente, las células de tipo P tienen las siguientes ventajas y desventajas, que se describen con más detalle a continuación.
Ventajas：
1. Menor coste
2.Ampliamente disponibles
3.Alta inmunidad a la radiación
Desventajas：
1.Sufren el defecto de degradación inducida por la luz (LID)
2.No son tan duraderas como las células solares de tipo N
Células solares de tipo N VS. Células solares de tipo P
(1) En términos de tasa bifacial, las células solares de tipo N tienen una tasa bifacial más alta que las células solares de tipo P. La célula PERC (tipo P) tiene una tasa bifacial del 75%, TOPCon (tipo N) tiene una tasa bifacial del 85%, y HJT (tipo N) tiene una tasa bifacial de aproximadamente el 95%. Cuanto mayor sea el índice bifacial, mayor será la ganancia de generación de energía en la parte posterior del módulo, sobre todo en centrales fotovoltaicas con alta reflectividad superficial.
(2) En términos de coeficiente de temperatura, las células PERC tienen uno de los más bajos con -0,37%/°C, las células TOPCon tienen uno de los más altos con -0,29%/°C, y las células HJT tienen uno de los más bajos con 0.24%/°C. Las células de tipo N tienen un coeficiente de temperatura inferior al de las células de tipo P, por lo que se ven menos influidas por las altas temperaturas, lo que se traduce en un mayor rendimiento de generación de energía y en su idoneidad para lugares con condiciones de irradiación superiores.
(3) En cuanto a la atenuación, las obleas de silicio de tipo N están dopadas con fósforo y tienen un contenido muy bajo de boro, por lo que la degradación de la luz (LID) generada por pares de boro y oxígeno es prácticamente inexistente. El módulo PERC presenta una atenuación del 2%-2,5% en el primer año y una atenuación del 0,45%-0,55% año tras año, el módulo TOPCon presenta una atenuación del 1% en el primer año y una atenuación del 0,40% año tras año, y el módulo HJT presenta una atenuación del 1% en el primer año y una atenuación del 0,25% año tras año. En el caso de la misma potencia de salida global, la generación de potencia de todo el ciclo de vida de un módulo de tipo N es superior a la de un módulo PERC, y el espacio de prima es mayor.
(4) En cuanto a la eficiencia de generación de energía, las células de tipo N tienen una vida útil del oligómero más larga que las células de tipo P, lo que puede mejorar significativamente la tensión de circuito abierto de la batería y conducir a una mayor eficiencia de conversión de la batería. El boro, que se utiliza en las pilas de tipo P, funciona bastante bien, pero tiene inconvenientes importantes. Por un lado, provoca la degradación inducida por la luz (LID), que afecta a la eficacia de los paneles solares en aproximadamente un 1,5% tras sus primeros días al sol. Este efecto LID no es una estafa. Se tiene en cuenta en el vataje de los paneles. Sin embargo, reduce la eficiencia y es una de las razones por las que la gente suele hacerse demasiadas ilusiones sobre la cantidad de electricidad que generarán sus nuevos sistemas solares. Los paneles solares de tipo N pueden alcanzar niveles de eficiencia de hasta el 25,7%, en comparación con el 23,6% de los paneles de tipo P. Una alta eficiencia de conversión puede aumentar la generación de energía por unidad de superficie, al tiempo que reduce los costes de fabricación de la generación de energía fotovoltaica.
(5)En cuanto al efecto de baja luminosidad, las baterías de tipo N tienen una mejor respuesta espectral en condiciones de baja luminosidad, un mayor tiempo de trabajo efectivo y pueden generar electricidad en periodos de tiempo de baja intensidad de irradiación, como por la mañana y por la tarde, días nublados y lluviosos, con una mejor economía que las baterías de tipo P.
(6)En términos de coste, el precio de las células solares ha bajado recientemente, costando las células de tipo P unos 0,081 euros/W y las de tipo N unos 0,088 euros/W. Las células solares de tipo P tienen ventaja sobre las de tipo N en cuanto al precio. Esto se debe a que los paneles solares de tipo P han existido durante mucho más tiempo, y hay más tecnología de fabricación disponible para crear estos paneles solares de tipo P a un coste menor que los paneles solares de tipo N.
(7) Cuando se compara la vida útil total, los paneles solares de tipo N tienen una vida útil más larga que los paneles solares de tipo P debido a su construcción. Los materiales de las células solares de Si (silicio) de tipo N tienen un contenido de boro extremadamente bajo, y los efectos de degradación inducidos por la luz y causados por los pares boro-oxígeno pueden descartarse en gran medida. Por consiguiente, las células solares de Si de tipo N poseen una vida útil de portador minoritario más larga que las células solares de Si de tipo P. Estas ventajas hacen que las células solares de Si de tipo N tengan una vida útil más larga y una mayor eficiencia.
(8)Aunque la primera célula solar inventada por los Laboratorios Bell en 1954 era de tipo N, la estructura de tipo P se hizo más dominante debido a la demanda de tecnologías solares en el espacio. Las células de tipo P demostraron ser más resistentes a la radiación espacial y a la degradación.
Creación de un módulo solar desde la materia prima hasta el producto acabado. Imagen cortesía de PVInsights.com
Aplicaciones de las células solares de tipo N y de las células solares de tipo P
Antes de 2016, la cuota de mercado de la tecnología de células de campo posterior de aluminio (PERC) como primera generación de tecnología de células fotovoltaicas era superior al 90%. A partir de 2016, las células PERC comenzaron a despegar, y en 19 habían eclipsado a la tecnología BSF para convertirse en la segunda generación de tecnología de células fotovoltaicas dominante, con una cuota de mercado de hasta el 65%.
Las células PERC son una tecnología de células con emisor y pasivación de la cara posterior que utiliza una película de pasivación para pasivar la cara posterior, reforzando la reflexión interna de la luz en la base de silicio, reduciendo la tasa de compuesto de la cara posterior y aumentando la eficiencia de la célula. Por el momento, la tecnología de baterías PERC es más madura y rentable, pero la eficiencia de producción en masa ha alcanzado el 23,2%, acercándose gradualmente a la eficiencia límite teórico de 24,5% más o menos, la eficiencia del espacio estrecho para la movilidad ascendente, y las baterías de tipo P debido al fenómeno de atenuación de la luz rica en oxígeno de boro no puede ser completamente resuelto, el fabricante se enfrentará a la inversión de la tasa de beneficio marginal de la tasa de disminución del efecto del desarrollo de las baterías de tipo P es muy limitado espacio.
Según la Asociación de la Industria Fotovoltaica de China, en 2022 la nueva línea de producción seguía dominada por las líneas de producción de células PERC. Sin embargo, en la segunda mitad del año, se liberó una parte de la capacidad de producción de células de tipo N, y la cuota de mercado de las células de tipo P se redujo al 87,5%, mientras que la cuota de mercado de las células de tipo N aumentó gradualmente hasta el 9,1%. A medida que se fueron reconociendo las ventajas de las pilas de tipo N, éstas se hicieron cada vez más populares y fueron utilizadas por un mayor número de personas. Por lo tanto, se esperaba que la aplicación de las pilas de tipo N superara a la de las pilas de tipo P en un futuro próximo.
Según la Hoja de ruta tecnológica internacional para la energía fotovoltaica (ITRPV), las mono-c-Si de tipo P controlarán aproximadamente el 30% del mercado hasta 2028, mientras que las mono-c-Si de tipo N ascenderán a cerca del 28% desde apenas el 5% en 2017. Esto se corresponde con el deseo de la industria de módulos adicionales de alta eficiencia, por lo que los clientes solares pueden esperar ver más diseños de tipo N en el mercado.
Cuota de mercado de los diseños de células solares tipo p y tipo n. Crédito: ITRPV
Panel solar tipo N o tipo P, ¿cuál debemos elegir?
Al seleccionar los componentes para su nuevo sistema de energía solar, primero debe decidir si los paneles solares de tipo N o de tipo P son adecuados para usted. A la hora de decidir entre paneles solares tipo P y tipo N, tenga en cuenta su presupuesto, sus necesidades energéticas y el espacio disponible para la instalación.
En cuanto al coste de instalación, los paneles solares de tipo N son más caros que los de tipo P. En cuanto a las necesidades energéticas, los paneles solares de tipo N podrán producir más energía que los de tipo P debido a su mayor nivel de eficiencia.
La cantidad de espacio disponible para instalar los paneles tendrá un impacto significativo en el tipo que elija. Si no dispone de mucho espacio pero tiene muchas necesidades energéticas, debería elegir el panel solar de tipo N, que tendrá un mayor nivel de eficiencia.
Si dispone de un mayor espacio para la instalación y le preocupa más el precio, puede optar por los paneles solares de tipo N, que son ligeramente menos eficientes pero más baratos para el propietario de una vivienda normal.
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Referencia:
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