La discussione nel settore del solare fotovoltaico su cui è dominante la tecnologia del silicio cristallino (c-Si) è stata lunga: monocristallino, cresciuto attraverso il metodo Czochralski, o multicristallino, prodotto attraverso la solidificazione direzionale. Recentemente, il costo tradizionalmente più alto mono sta diventando comparabile su una base $ / W installata su multi, portando a una significativa crescita della quota di mercato mono nel 2016. Ora comincia a essere interessante esaminare i diversi pregi e difetti di diversi tipi di mono c- Tecnologia Si.
Le cellule mono c-Si possono essere suddivise in due categorie; tipo p e tipo n. Le celle di tipo P sono drogate con atomi che hanno un elettrone in meno rispetto al silicio, come il boro, risultando in una carica positiva (p). Le cellule di tipo N, d'altra parte, sono drogate con atomi che hanno un elettrone in più rispetto al silicio, rendendoli negativi (n). Mentre le celle di tipo n offrono un potenziale di efficienza più elevato rispetto alle celle di tipo p, sono più costose (Lai, Lee, Lin, Chuang, Li e Wang, 2016).
Il problema principale affrontato dai produttori di celle quando si cerca di vendere le celle c-Si di tipo p è la degradazione indotta dalla luce (LID). Il LID è un fenomeno che porta alla degradazione della durata della portante delle celle di silicio monocristallino di tipo p durante l'esposizione alla luce; la vita del vettore minoritario è influenzata dalla luce mentre vettori in eccesso vengono iniettati nella cellula (Walter, Pernau, & Schmidt, 2016). La durata della portatrice di minoranza di una cella, che è definita come il tempo medio che una portante può trascorrere in uno stato eccitato dopo la generazione del buco di elettroni prima della combinazione, determina l'efficienza della cella. Le cellule con una vita minoritaria più breve di solito saranno meno efficienti delle cellule con una lunga vita.
I materiali di tipo n per il processo di fabbricazione di celle solari richiedono un ulteriore passaggio rispetto alle celle solari fabbricate su substrati di tipo p. In effetti, i substrati di tipo p hanno alcuni vantaggi in termini di elaborazione di celle solari, come la convenienza del gettering di fosforo, che aiuta a migliorare l'efficienza della cella, in particolare per i wafer mc-Si. La formazione dell'emettitore nel caso di substrati di tipo n deve essere effettuata tramite il processo di diffusione del boro, che richiede temperature più elevate rispetto alla diffusione del fosforo per le cellule di tipo p, il che rende il processo di fabbricazione delle cellule più complesso. Inoltre, il processo per due fasi di diffusione separate (emettitore e BSF) lo rende ancora più complicato e costoso. Durante il processo di diffusione del boro, un altro aspetto importante è la formazione dello strato ricco nato (BRL) che è utile per lo scopo gettering ma degrada la vita del vettore alla rinfusa. Recentemente, è stato sviluppato un metodo particolarmente efficace per rimuovere il BRL senza l'iniezione di impurità gettering.
Ci sono un certo numero di strutture di celle solari con efficienze più elevate che sono già state implementate con successo usando substrati di tipo n. La figura 1 illustra brevemente queste strutture di celle solari su substrati di tipo n. Le strutture cellulari progettate su substrati di tipo n saranno discusse brevemente nelle sezioni precedenti. Queste strutture cellulari possono essere classificate in base alle tecniche utilizzate per l'elaborazione cellulare e sono descritte come segue: (1) campo superficiale anteriore (FSF) Le cellule alettiche posteriori (n + np + cellule) possono avere i contatti nella parte anteriore o il posteriore e normalmente ha FSF diffuso di fosforo; (2) le celle front emitter del campo di superficie posteriore (BSF) (p + nn + celle) possono anche avere i contatti sia davanti che dietro e sono comunemente emettitori drogati con boro con BSF drogato con fosforo; (3) le cellule degli emettitori impiantati di ioni hanno l'emettitore formato dal processo di impianto di ioni e possono essere realizzate per schemi di contatto sia anteriore che posteriore su strutture n + np + e p + nn +; (4) eterogiunzione con struttura cellulare intrinseca a strato sottile (HIT).
Figura 1: Strutture di celle solari del substrato di tipo N
