Cellules solaires de type P ou de type N : Quelle technologie choisir ?

Développement historique de la technologie des cellules photovoltaïques

Le développement des cellules photovoltaïques a suivi trois voies technologiques : les cellules BSF, les cellules PERC et les cellules de type N. Avant 2015, les cellules à champ arrière en aluminium (BSF) étaient la technologie dominante, avec une part de marché supérieure à 90 %. Après 2015, avec la réduction continue du coût du silicium monocristallin, l’amélioration de l’efficacité des cellules et les progrès rapides de la production d’équipements nationaux, les cellules PERC ont rapidement gagné des parts de marché. D’ici 2020, plusieurs entreprises ont accru leurs investissements dans les cellules de type N, qui sont depuis devenues la nouvelle direction pour la technologie des cellules photovoltaïques.

Goulots d’étranglement du développement des cellules de type

La limite théorique d’efficacité de conversion des cellules PERC monocristallines de type P est de 24,5 %, rendant difficile pour les cellules PERC de type P d’atteindre des améliorations significatives en termes d’efficacité.
La technologie PERC de type P implique de passeriver le côté arrière de la cellule de silicium cristallin, nécessitant aux électrons de diffuser sur une plus longue distance pour passer à travers les zones gravées au laser et atteindre l’électrode en aluminium. En conséquence, les défauts et impuretés entraînent une dégradation induite par la lumière (LID) plus prononcée

Défis de la production commerciale de cellules de type N

Bien que les cellules de type N atteignent des taux de conversion plus élevés, elles nécessitent également des processus de fabrication plus avancés, ce qui augmente inévitablement les coûts de production. Réduire les coûts de production des cellules de type N est l’un des principaux défis que les fabricants de cellules doivent surmonter.
Comparées aux cellules de type P, la chaîne industrielle des cellules de type N n’est toujours pas complètement développée. Pour permettre une production de masse à grande échelle des cellules de type N, il est crucial d’accélérer l’amélioration de l’infrastructure de soutien.

Différences fondamentales entre les cellules solaires de type N et de type P

Différences fondamentales entre les cellules solaires de type N et de type P
La plaquette de silicium utilisée dans une cellule solaire en silicium cristallin (c-Si) typique a été chimiquement dopée pour augmenter la production d’énergie. La quantité d’électrons est la principale distinction entre les cellules solaires de type P et de type N. La plaquette de silicium d’une cellule de type P est souvent dopée avec du bore, qui a un électron de moins que le silicium et rend la cellule chargée positivement. Le phosphore est utilisé pour dopper les cellules de type N, qui ont un électron de plus que le silicium et sont donc chargées négativement.

Qu’est-ce qu’une cellule solaire de type N ou de type P ?

Cellules solaires de type N

Les cellules solaires de type N sont produites par différentes méthodes, telles que TOPCon (Contact Passivé par Oxide Tunnel), HJT (Hétérojonction avec Couche Mince Intrinsèque), PERT/PERL (Émetteur Passivé Arrière Totalement Diffusé/Émetteur Passivé Arrière Diffusé Localement), IBC (Contact Arrière Interdigité), et d’autres, en utilisant des plaquettes de silicium de type N comme matière première. Le dopage au phosphore de la plaquette entraîne une zone de silicium cristallin en vrac chargée négativement dans un panneau solaire de type N. En raison du dopage au bore, la couche émettrice supérieure du dispositif est chargée négativement.

Cellules solaires de type P

Les cellules solaires de type P sont généralement produites en utilisant les technologies classiques Al-BSF (Champ Arrière en Aluminium) et PERC (Contact Arrière Passivé) à partir de plaquettes de silicium de type P comme matière première. En raison du dopage au bore, la région de silicium cristallin en vrac des panneaux solaires de type P a une charge négative notable. En raison du dopage au phosphore, la couche émettrice supérieure du dispositif est chargée positivement. Les spécialistes du marketing utilisent plus fréquemment la technologie PERC.

En résumé, les principales différences entre les plaquettes de silicium monocristallin de type N et de type P sont :

Différentes conductivités : le type N utilise la conductivité électronique, tandis que le type P utilise la conductivité par trous.
Différents éléments de dopage : le silicium monocristallin de type N est dopé avec du phosphore, tandis que le type P est dopé avec du bore.

Pour en savoir plus sur le choix entre les cellules solaires de type N et de type P, consultez notre article : « Cellules solaires de type P ou de type N : Quelle technologie choisir ? »

Comment identifier si votre cellule solaire est de type P ou de type N ?

Identification du type de panneau solaire

Pour déterminer si un panneau est de type N ou de type P :

Type N : substrat en silicium de type N, couche supérieure de type P ; face avant = positive, face arrière = négative.
Type P : substrat en silicium de type P, couche supérieure de type N ; face avant = négative, face arrière = positive.

Vérification des barres de bus

Observez l’orientation des barres de bus sur la face avant : leur direction et leur connexion aident à distinguer le type de cellule.

Vérification de la boîte de jonction

Identifiez la polarité (+/−) indiquée sur la boîte de jonction et suivez les connexions des busbars vers les bornes.

Autres méthodes

Vérifier la fiche technique du module
Identifier la lettre « P » ou « N » dans le nom du modèle
Contacter le fabricant
Comparer l’épaisseur des cellules (les cellules P tendent à être plus épaisses)

Tendances du marché et perspectives

Depuis 2024, le marché connaît une transition des cellules type P (PERC) vers les cellules type N (TOPCon, HJT).
Les cellules N, offrant meilleure efficacité et performances en haute température et faible luminosité, gagnent rapidement du terrain.

En 2023, elles représentaient environ 30 % de la production mondiale, et pourraient dépasser les cellules P d’ici 2025–2026.
Avec l’amélioration des coûts et du rendement du N-type, la technologie PERC type P devrait progressivement disparaître du marché.