ما هو الفرق بين الخلايا الشمسية الكهروضوئية من النوع N و النوع P؟
أكثر ما يثير الاهتمام أثناء شراء الألواح الشمسية الكهروضوئية هو استطاعة الخرج الناتجة وشكل هذه الألواح, ولا يعير الشاري أي اهتمام بنوع الخلايا الشمسية الكهروضوئية في هذه الألواح سوء كانت من النوع N أو من النوع P. سنناقش في هذا المقال مدى حقيقة هذا الاعتقاد وهل بالفعل لا يؤثر نوع الخلايا الكهروضوئية على اختيار اللوح.
كما نعلم, فإنّ الخلايا الكهروضوئية التقليدية السيليكونية عبارة عن رقاقة من السيليكون المضاف إليه عناصر كيميائية أخرى لحثّه على إنتاج الطاقة الكهربائية, ويختلف عدد الإلكترونات الحرة الناتجة بحسب نوع المادة الكيميائية المضافة, وهذا الاختلاف ينتج النوعين N و P, حيث تنتج الخلايا الكهروضوئية من النوع P عندما يتم إضافة البورون إلى رقاقة السيليكون, إذ يحتوي البورون على إلكترون واحد أقل من السيلكون, مما يجعل الرقاقة الناتجة موجبة الشحنة. أمّا الخلايا الكهروضوئية من النوع N فتنتج عند إضافة الفوسفور الذي يحتوي على إلكترون إضافي عن السليكون مما يجعل الرقاقة سالبة الشحنة.
يوضح الرسم البياني الفرق بين تركيب الخلية من النوع N و النوع P
و على الرغم من أن أول خلية شمسية اخترعتها Bell Labs في عام 1954 كانت من النوع n ، إلا أن الخلايا من النوع p أصبحت الأكثر انتشاراً, بسبب الطلب على تقنيات الطاقة الشمسية الكهروضوئية في الفضاء, فقد أثبتت الخلايا من النوع P أنها أكثر مقاومة للإشعاع وأقل تدهور في ظروف الفضاء. وقد أثّر العدد الكبير للأبحاث التي تم إجراؤها على تقنيات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المتعلقة بالفضاء على انتشار الخلايا الكهروضوئية من النوع P وساهم في هيمنتها حتى في سوق تجهيزات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المنزلية.
رغم ذلك فقد بدأت العديد من الشركات المصنعة باعتماد النوع N لتصنيع الخلايا الكهروضوئية وذلك بسبب الميزات الإضافية التي تتمتع بها, فوجد الفوسفور بدلاً من البورون يحمي الخلية من المساوئ المرافقة لكل من البورون و الأوكسجين كانخفاض الكفاءة والنقاوة التي تصيب الخلايا الكهروضوئية من النوع P, إضافةً إلى ثبات الخلايا الكهروضوئية من النوع N بشكل أكبر تجاه الضوء فهي أقل عرضة للتدهور الناتج عن الضوء LID من الخلايا الكهروضوئية من النوع P, كما أنها تتميّز بكفاءة أعلى منها.
وبحسب ITRPV (كما يظهر في الصورة في الأعلى) , فمن المتوقع أن تنخفض حصة الخلايا الكهروضوئية من النوع P في سوق الطاقة الشمسية إلى 30% بحلول العام 2028, بينما سترتفع حصة الخلايا الكهروضوئية من النوع N بحوالي 28% بزيادة 5% عن العام 2017.
