A napenergiával foglalkozó iparágban a kristályos szilícium (c-Si) technológiát meghatározó vita már régóta beszél: a monokristályos, a Czochralski módszerrel termesztett, vagy a többkristályos, irányított megszilárdítással előállított. A közelmúltban a hagyományosan magasabb költségű monó a $ / W alapra a multire telepítve van, ami jelentős növekedést eredményez a mono piaci részesedésben 2016-ban. Most már érdekesnek tűnik, hogy megvizsgálja a különböző típusú mono c- típusok érdemeit és hiányosságait. Si technológia.
A mono c-Si sejtek széles körben két kategóriába sorolhatók; p-típusú és n-típusú. A P-típusú sejteket olyan atomokkal adjuk le, amelyeknek egy kisebb elektronja van, mint a szilícium, például a bór, ami pozitív (p) töltést eredményez. Ezzel szemben az N-típusú sejtek atomokkal vannak kiegészítve, amelyeknek egy további elektronja van, mint a szilícium, és ezek negatívak (n). Míg az n-típusú sejtek nagyobb hatékonyságot nyújtanak, mint a p-típusú sejtek, ezek költségesebbek (Lai, Lee, Lin, Chuang, Li és Wang, 2016).
A p-típusú c-Si sejtek eladásakor a sejtgyártók előtt álló fő probléma a fény által indukált lebomlás (LID). A LID olyan jelenség, amely a p-típusú monokristályos szilícium sejtek hordozó élettartamának leromlásához vezet a fény expozíciója során; a kisebbségi hordozó élettartamát a fény befolyásolja, mivel a felesleges hordozókat a sejtbe injektáljuk (Walter, Pernau, & Schmidt, 2016). A cella kisebbségi hordozói élettartama, amelyet úgy definiálunk, mint egy átlagos idő, ameddig a fuvarozó gerjesztett állapotban töltheti az elektron-lyuk előállítását a kombináció előtt, meghatározza a cella hatékonyságát. A rövidebb kisebbségi hordozó élettartamú sejtek általában kevésbé hatékonyak, mint a hosszú élettartamú sejtek.
A napelemes gyártási folyamathoz szükséges n-típusú anyagok további lépést igényelnek a p-típusú szubsztrátokon gyártott napelemekhez képest. Tény, hogy a p-típusú szubsztrátok bizonyos előnyökkel rendelkeznek a napelemek feldolgozása szempontjából, mint például a foszfor-getterelés kényelme, amely elősegíti a sejtek hatékonyságának javulását, különösen az mc-Si lemezek esetében. Az emitterképződést az n-típusú szubsztrátok esetében a bór-diffúziós folyamaton keresztül kell elvégezni, amely magasabb hőmérsékletet igényel a p-típusú sejtek foszfor-diffúziójához képest, ami a sejtgyártási folyamatot bonyolultabbá teszi. Ezenkívül a két különféle diffúziós lépés (emitter és BSF) eljárása még bonyolultabbá és költségesebbé teszi azt. A bór diffúziós folyamat során egy másik fontos kérdés a született gazdag réteg (BRL) kialakulása, amely jó a gettering céljára, de a hordozó élettartamát ömlesztve csökkenti. Nemrég kifejlesztettünk egy különösen hatékony módszert a BRL eltávolítására anélkül, hogy befecskendeznénk a szennyeződéseket.
Számos olyan napelemes struktúra létezik, amelyek nagyobb hatékonysággal rendelkeznek, és amelyeket már sikeresen alkalmaztak n-típusú szubsztrátokkal. Az 1. ábra ezeket a napelem-struktúrákat az n-típusú szubsztrátokon röviden szemlélteti. Az n-típusú szubsztrátokra tervezett sejtstruktúrákat röviden ismertetjük az előző szakaszokban. Ezeket a sejtstruktúrákat a sejtfeldolgozáshoz használt technikák szerint kategorizálhatjuk, és az alábbiak szerint írjuk le: (1) az első felületi mező (FSF) Al hátsó emittersejtjei (n + np + sejtek) lehetnek az érintkezők az elején vagy a foszfor-diffúz FSF; (2) a hátsó felület mező (BSF) elülső emittersejtjei (p + nn + sejtek) szintén érintkezők lehetnek elöl vagy hátul, és általában bór-adalékolt kibocsátók foszfor-adalékolt BSF-sel; (3) az ion implantált emitterek sejtjei ionátültetéssel képzett emittert tartalmaznak, és mind az elülső, mind a hátsó érintkezési sémákhoz n + np + és p + nn + struktúrákban valósíthatók meg; (4) heterojunkció a belső vékony réteg (HIT) sejtstruktúrával.
1. ábra: N típusú szubsztrát napelemes szerkezetek
