يتم تصنيف الخلايا الكهروضوئية حسب المواد الأساسية ويمكن تقسيمها إلى بطاريات من النوع P وN. تشير البطارية من النوع P إلى بطارية تحتوي على رقاقة سيليكون من النوع P كركيزة، وتشير البطارية من النوع N إلى بطارية تحتوي على رقاقة سيليكون من النوع N كركيزة. تتميز رقائق السيليكون من النوع P بعملية إنتاج بسيطة وتكلفة منخفضة، في حين أن رقائق السيليكون من النوع N عادةً ما تتمتع بعمر طويل ويمكنها تحقيق كفاءة أعلى للبطارية، لكن العملية أكثر تعقيدًا. ويرجع ذلك أساسًا إلى أن عنصر الفوسفور المغطى بالسيليكون من النوع N، والفوسفور، وامتزاج السيليكون ضعيف، وسهل التوزيع غير المتكافئ، وعنصر البورون المخدر بالسيليكون من النوع P، ومعامل فصل البورون والسيليكون مكافئ، وتوحيد التشتت من السهل السيطرة عليها، والتكلفة أقل.لذلك، في الوقت الحاضر، المنتج الرئيسي للصناعة الكهروضوئية هو رقائق السيليكون من النوع P، والبطاريات من النوع P المقابلة أكثر.

بطاريات من النوع P: تشمل البطاريات النموذجية من النوع P بطاريات BSF، وبطاريات PERC، وبطاريات PERC+، وما إلى ذلك. ومن بين هذه الفئات، تظهر في أوقات مختلفة، ويختلف تقييم السوق لها. اعتمدت تقنية توليد الطاقة الكهروضوئية المبكرة على بطاريات BSF، ثم بدأت تقنية بطاريات PERC في استبدال تقنية BSF، ثم تم تحسين تقنية بطاريات PERC لتشكيل تقنية PERC+.

1. بطارية BSF بعد تصنيع وصلة PN لخلايا السيليكون الضوئية البلورية، يتم تحضير طبقة P+ عن طريق ترسيب فيلم ألومنيوم على سطح الإضاءة الخلفية لرقاقة السيليكون، وبالتالي تشكيل حقل خلفي من الألومنيوم. يتمتع الألومنيوم باعتباره الحقل الخلفي بالعديد من المزايا، مثل تقليل معدل الصدفة السطحية وزيادة امتصاص الموجات الطويلة، ولكن كفاءة التحويل الكهروضوئي لبطاريات الألومنيوم الخلفية لها أيضًا قيود معينة. فيما يتعلق بالعملية، يجب أن يمر إعداد بطارية BSF بعملية التنظيف والتطريز، والانتشار والربط، وحفر زجاج السيليكون المنزوع الفسفور، وPECVD، وطباعة الشاشة، والتلبيد، والاختبار، والفرز.عملية بطارية BSF هي العملية العامة لتحضير الخلايا الكهروضوئية ومن ثم ترقيتها والتي تقوم على هذه العملية.

2. تعتمد بطارية PERC على بطارية BSF التقليدية، مما يضيف التخميل الخلفي والليزر لبدء عمليتين، وقد تم تحسين الأداء بشكل ملحوظ. تشتمل المعدات الأساسية للتطبيقات المقابلة على آلة التنظيف، وآلة الصوف، وفرن الانتشار، وآلة الاستئصال بالليزر، وآلة النقش، وPECVD، ومعدات طباعة الشاشة، وفرن التلبيد، وآلة الاختبار والفرز، وما إلى ذلك. كما يلزم وجود آلة تنظيف الحوض الصغير في حالة تلميع الظهر تتم إضافة العملية.

بطارية من النوع N: على الرغم من أن بطاريات PERC تحتل الاتجاه السائد، إلا أن كفاءة التحويل الكهروضوئي للبطاريات من النوع N أعلى، حتى لو كانت الصعوبة التقنية كبيرة، ولكن لتقليل التكاليف وزيادة الكفاءة، تعمل الشركات على تسريع البحث والتطوير. تشتمل البطاريات من النوع N على بطاريات IBC وHJT وHBC وTOPcon. من بينها، TOPcon وHJT هما الطريقان الفنيان الرئيسيان وقد بدأا في توسيع الإنتاج. لا تزال IBC وHBC في مرحلة التجربة والتحقق ويطلق عليهما "تقنيات المستقبل".

3. بطارية TOPcon هيكل البطارية TOPCon يمكن أن يحقق التخميل المثالي على سطح البطارية. ويستخدم طبقة أكسيد رقيقة جدًا ومطعمة بطبقة رقيقة من السيليكون، وكلاهما عمليتان فعالتان. وأخيرا فإن الحد النظري لكفاءة التحويل يمكن أن يصل إلى 26.6%. بالمقارنة مع بطارية PERC، تزيد عملية TOPCon من وصلتين: انتشار البورون وترسيب طبقة التخميل. الرابط الرئيسي هو أكسدة وترسيب البولي سيليكون من النوع الأول بواسطة LPCVD، والذي ينقسم إلى فئتين فرعيتين، إحداهما هي عملية الانتشار الكاملة، والأخرى هي عملية الفوسفور.رابط كبير آخر هو أكسدة PECVD وترسيب البولي سيليكون من النوع P، وهي عملية أقصر ومن المتوقع أن تقلل التكاليف بشكل كبير وهي أيضًا اتجاه تطوير التكنولوجيا.

4. بطارية HJT بطارية HJT، المعروفة أيضًا باسم بطارية الوصلات غير المتجانسة، هي عبارة عن خلية شمسية هجينة وبطارية على الوجهين. بالمقارنة مع بطاريات PERC وبطاريات TOPCon، فإن تدفق عملية HJT يتم تقصيره بشكل كبير، مما يساعد على تقليل وقت الإنتاج وتحسين كفاءة الإنتاج. من المحتمل أن تتضمن عملية تحضيره التنظيف والطحن، وترسيب السيليكون غير المتبلور، وإعداد فيلم التكلفة الإجمالية للملكية، وطباعة الشاشة. من بينها، ترسيب السيليكون غير المتبلور وإعداد فيلم TCO هما رابطان رئيسيان، وهناك طريقتان للتحضير. طريقة ترسيب السيليكون غير المتبلور هي PECVD أو CAT-CVD. بالمقارنة مع الأول، فإن الأخير يتمتع بجودة أعلى في تشكيل الفيلم وتأثير تخميل أفضل على رقائق السيليكون، لكن توحيده ضعيف وتكلفة الصيانة مرتفعة.الطريقة المستخدمة لتحضير غشاء TCO هي PVD أو RPD. تتميز التكنولوجيا الأخيرة بقدرة إنتاجية منخفضة للمعدات وسعر مرتفع، وبراءة الاختراع حاليًا في أيدي شركة سوميتومو اليابانية، وتتمتع بحماية براءات الاختراع. نسبيا، من المرجح أن تصبح عملية PVD السابقة عملية سائدة.

5. بطارية IBC بطارية IBC، والتي تسمى أيضًا بطارية الاتصال الخلفي من نوع الإصبع، هي واحدة من الخلايا الشمسية ذات المساحة الكبيرة عالية الكفاءة وهي أيضًا بطارية نموذجية من النوع N. تشتمل بطاريات التلامس الخلفي هنا على بطاريات MWT وEWT وIBC، وتكون كفاءة التحويل لبطاريات MWT وEWT محدودة إلى حد معين، وتكون كفاءة التحويل النظرية لبطاريات IBC أعلى. لا يحتوي الجزء الأمامي من بطارية IBC على خط بوابة معدنية، والمكونات الموجودة في الخلف تشبه الأصابع. يمكن لهذا الهيكل زيادة مساحة توليد الطاقة وتحسين كفاءة توليد الطاقة. يمكن أيضًا دمج بطاريات IBC مع تقنية بطاريات HJT، أي تقنية بطاريات HJBC وHBC، وقد وصلت كفاءة كليهما إلى 25.1% و25.6% على التوالي.

مع النضج التدريجي لتقنيات TOPCon وHJT وIBC وغيرها من التقنيات، التي تقترب من الحد النظري لكفاءة التحويل الكهروضوئي، بدأت الصناعة في البحث عن جيل جديد من التكنولوجيا الكهروضوئية. إذا كانت جميع بطاريات السيليكون البلورية المذكورة أعلاه، فوفقًا لمعيار آخر، هناك بطاريات رقيقة.

تعد وحدات البيروفسكايت الكهروضوئية واحدة منها، والتي تستخدم أشباه الموصلات الهاليدية المعدنية من نوع البيروفسكايت كمواد طبقة ممتصة للضوء لامتصاص الفوتونات، وتوليد أزواج الإلكترون، وتشغيل البطاريات. في الأيام الأولى، كان يُشار إلى البيروفسكايت على أنه معدن معدني. في الوقت الحاضر، يشير البيروفسكايت عمومًا إلى البلورات الأيونية ذات البنية البلورية نفسها أو المشابهة لتيتانات الكالسيوم.باعتبارها مادة تحويل كهروضوئية، فهي تتمتع بالمزايا التالية: أولاً، كفاءة التحويل الكهروضوئي عالية جدًا، في السنوات العشر الماضية، زادت كفاءة خلايا البيروفسكايت من 3% إلى 28%، وحتى المختبرات يمكنها تحقيق تحويل 31.3%. ، معدل النمو أعلى بكثير من سرعة تطوير البطاريات القائمة على السيليكون، 13 عامًا لاستكمال تطوير البطاريات القائمة على السيليكون لمدة 40 عامًا. ثانيا، تكلفة تصنيع المواد منخفضة، وطريقة التوليف بسيطة. ثالثًا، يمكنها تحقيق تنظيم حر لفجوة نطاق الامتصاص، وبالتالي زيادة كفاءة استخدام الطاقة الضوئية، وحتى، من المتوقع أن تتجاوز الكفاءة النهائية للبطارية المصفحة 40%.ومع ذلك، فإن الإعداد الحالي واسع النطاق لتكنولوجيا طبقة البيروفسكايت ليس ناضجًا، واستقرار المادة غير كافٍ، إذا كنت ترغب في مزيد من التصنيع، ولكنك تحتاج أيضًا إلى إجراء المزيد من الأبحاث المتعمقة حول أداء واستقرار جهاز.

في ملخص:

من منظور نمط المنافسة الحالي في السوق، نظرًا لأن العملية تتماشى مع تقنية Perc السائدة في عصر P-type، فقد قدمت تقنية TOPcon بشكل طبيعي يقينًا عاليًا على المدى القصير، ومن منظور SENC، فهي كبيرة احتمال وحجم كبير. تتمتع التكنولوجيا التخريبية التي تمثلها HJT بالعديد من المزايا في الأداء، لكن خط الإنتاج والعملية وعصر Perc غير متصلين، والإنتاج على نطاق واسع ليس اقتصاديًا بالنسبة لمصنعي البطاريات السائدين. وباعتبارها تقنية على مستوى المنصة، تم دمج HJT بسلاسة أكبر مع تقنية بطاريات البيروفسكايت من الجيل التالي لتشكيل بطاريات مغلفة.في الوقت الحاضر، دخلت تقنية HJT وTOPCon في جانب تصنيع البطاريات مرحلة المعركة الفعلية، أيهما أفضل، صوت السوق ليس بالإجماع. بشكل عام، تتمتع تقنية TOPcon بمزايا واضحة على المدى القصير، وتتمتع HJT بإمكانيات أكبر في المستقبل. إن مسار تكنولوجيا البطاريات من النوع N واضح، ولكن ما إذا كان من الممكن تحقيقه ووتيرة التنفيذ لا تزال غير مؤكدة، إذا كان تخفيض التكلفة أقل من المتوقع، فقد يؤدي ذلك إلى قيام الشركات المصنعة للمصب بتأخير خطط الإنفاق الرأسمالي، مما سيؤثر على المدى القصير الأداء على المدى لتلك الشركات المصنعة للمعدات.هناك أيضًا مسارات فنية مختلفة لتركيبات الطلب على المعدات المختلفة، وسيؤثر تكرار التكنولوجيا على الطلب على معدات الشركة المصنعة، وبالتالي يؤثر أيضًا على أداء الشركة المصنعة. باختصار، التكرار يجعل التكنولوجيا تستمر في التحسن، وتستمر المنتجات في خفض التكاليف وزيادة الكفاءة، لكن الشركات المصنعة المقابلة ستواجه أيضًا الكثير من المخاطر.