Je ziet steeds vaker bij de specificaties van zonnepanelen de aanduiding ‘N-type’ of ‘P-type’ staan.
Hoe zit het nu precies met het verschil tussen een N-type en een P-type zonnepaneel? De meest gangbare zonnepanelen zijn gemaakt van kristallijn siliciumcellen, bestaande uit een laag halfgeleider materiaal (Si). Om de eigenschappen van het produceren van elektriciteit uit licht te verbeteren, wordt er ander materiaal aan het silicium toegevoegd.
Negatief of positief
Door het toevoegen van ander materiaal krijgt de laag in de zonnecel een negatieve (N) of een positieve (P) lading: dit verklaart de naamgeving van een N-type halfgeleider of van een P-type halfgeleider.
Bij P-type cellen is een ander materiaal, zoals boor, aan het silicium toegevoegd dat één elektron minder bevat, waardoor een positieve (P) lading ontstaat.
Doteren
Inbrengen van ander materiaal heet doteren. Dit gebeurt om de eigenschappen van het materiaal te verbeteren. Silicium zelf geleidt nauwelijks stroom. Daarom worden aan de onder- en bovenkant van een dun plakje silicium goed geleidende atomen toegevoegd (het zgn. doteren), zodat er een halfgeleider ontstaat. N-type cellen zijn gedoteerd met bijvoorbeeld stikstof of fosfor, dat één elektron meer heeft dan het silicium, waardoor het materiaal een n-type halfgeleider wordt.
Op de afbeelding hiernaast zie je dat er tussen de twee lagen van een zonnecel een spanningsverschil gaat ontstaan, waardoor er gelijkstroom kan gaan lopen. Zie ook de pagina over de werking van een zonnepaneel.
Door het doteren is er al sprake van een andere lading in een laag, waardoor het ‘stromen’ van de elektronen bevorderd wordt.
Ruimtevaart
De techniek van zonnepanelen heeft door de ruimtevaart een flinke boost gekregen. Men begon vanaf de beginjaren ’50 met N-type panelen. Maar in de ruimte presteerden de P-type panelen beter. De zonnepanelen die sinds die tijd op de markt kwamen, waren vooral gebaseerd op een spin-off van de panelen uit de ruimtevaart.
Inmiddels is duidelijk, dat N-type zonnepanelen op aarde beter presteren.
Voordelen van N-type
Een belangrijk voordeel van N-typepanelen is de lagere gevoeligheid voor LID, oftewel Light Induced Degradation, een fenomeen waarbij siliciumcellen degraderen door blootstelling aan licht. Zonnecellen bestaand uit N-type silicium blijken veel minder last te hebben van LID dan zonnecellen gemaakt met P-type silicium. Het verschil is misschien maar een paar procent, maar over de levensduur van een zonnepaneel kan dit een significant verschil in energieopbrengst betekenen. N-type cellen blijken ook minder gevoelig zijn voor verontreinigingen en defecten in het materiaal, waardoor er minder energie verloren gaat en er meer energie wordt geproduceerd.
N-type zonnepanelen presteren daarnaast beter bij hogere temperatuur en bij bewolking dan P-type panelen. Omdat het Wattpiek-vermogen wordt vastgesteld onder gestandaardiseerde omstandigheden, kun je deze prestaties niet afleiden uit het Wattpiek-vermogen. De standaardtest wordt gedaan om panelen goed met elkaar te kunnen vergelijken, maar deze zegt niet alles over de prestaties in de praktijk. Ook niet over hoe het Wattpiek-vermogen van de panelen door buitentemperatuur en bewolking wordt beïnvloed. Daarvoor moet je kijken naar de thermische eigenschappen van het paneel. N-type zonnecellen hebben over het algemeen een betere temperatuurcoëfficiënt dan P-type cellen, wat betekent dat ze minder gevoelig zijn voor temperatuurschommelingen en dus constanter energie kunnen produceren in verschillende weersomstandigheden.
Hoger rendement, maar wel duurder
N-type zonnecellen zijn dus iets beter dan P-type zonnecellen, maar het duurt nog wel even voordat de N-type technologie grootschalig zal doorbreken. Dat komt door de kosten: het is duurder en een beetje ingewikkelder om N-type zonnecellen te maken.
Men verwacht wel dat de N-type zonnecellen dominant gaan worden in de Nederlandse markt. In Nederland zijn de installatiekosten relatief hoog en er is beperkte dakruimte. Dat maakt het steeds belangrijker om te kiezen voor zonnepanelen die zowel op lange termijn beter presteren en minder last hebben van temperatuur en bewolking.
Marktonderzoeksbureau InfoLink meldt dat alle fabrikanten het aandeel N-type zonnecellen in de verkopen snel zien groeien. De 5 grootste zonnecelfabrikanten willen dit jaar volgens InfoLink meer dan 210 gigawattpiek aan zonnecellen uitleveren, waarvan 23 procent n-type producten. Bron: Solar Magazine – Tongwei nog altijd grootste fabrikant: marktaandeel n-type zonnecellen groeit snel.
“Ongeveer tien jaar geleden lag het rendement van zonnepanelen nog rond de18 procent, de verwachting is dat zonnepanelen van het N-type een rendement zullen halen van ongeveer 25 procent”, aldus Harold Salden, directeur Benelux van het in Echt gevestigde IBC Solar, in het artikel Zonnepanelen: liever een P-type dan een N-type? Of juist andersom? op Installatiejournaal van 28 februari 2023.
Naast de langere vermogensgarantie en de lagere degradatie (0,4% per jaar in plaats van 0,6% bij standaard cellen) haal je met de N-type modules ook een hogere kWh per Watt piek.
