Η συζήτηση στην ηλιακή φωτοβολταϊκή βιομηχανία, στην οποία κυριαρχεί η τεχνολογία κρυσταλλικού πυριτίου (c-Si), ήταν μακρά: Μονοκρυσταλλική, που αναπτύχθηκε μέσω της μεθόδου Czochralski ή Πολυκρυσταλλική, που παράγεται μέσω κατευθυντικής στερεοποίησης. Πρόσφατα, το παραδοσιακά υψηλότερο κόστος mono γίνεται συγκρίσιμο σε μια βάση $ / W που έχει εγκατασταθεί σε πολλά, οδηγώντας σε σημαντική αύξηση του μεριδίου της αγοράς το 2016. Τώρα αρχίζει να γίνεται ενδιαφέρον να εξεταστούν τα διαφορετικά πλεονεκτήματα και ελλείψεις διαφορετικών τύπων μονο- Si τεχνολογία.
Τα μονοκύτταρα c-Si μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες. τύπου p και τύπου n. Τα κύτταρα τύπου Ρ είναι ενισχυμένα με άτομα που έχουν ένα μικρότερο ηλεκτρόνιο από το πυρίτιο, όπως το βόριο, με αποτέλεσμα ένα θετικό φορτίο (p). Τα Ν-τύπου κύτταρα, από την άλλη πλευρά, έχουν προσμείξεις με άτομα που έχουν ένα ακόμα ηλεκτρόνιο από το πυρίτιο, καθιστώντας τα αρνητικά (n). Ενώ τα κύτταρα τύπου ν προσφέρουν υψηλότερο δυναμικό απόδοσης από τα κύτταρα τύπου ρ, είναι πιο δαπανηρά (Lai, Lee, Lin, Chuang, Li, & Wang, 2016).
Το κύριο ζήτημα που αντιμετωπίζουν οι κατασκευαστές κυττάρων κατά την προσπάθεια πώλησης κυττάρων c-Si τύπου ρ είναι η υποβάθμιση που προκαλείται από το φως (LID). Το LID είναι ένα φαινόμενο που οδηγεί στην αποικοδόμηση της διάρκειας ζωής φορέα κυττάρων μονοκρυσταλλικού πυριτίου τύπου ρ κατά την έκθεση στο φως. η διάρκεια ζωής του φορέα μειοψηφίας επηρεάζεται από το φως καθώς οι περίσσεια φορέων εγχέονται στο κύτταρο (Walter, Pernau, & Schmidt, 2016). Ο χρόνος ζωής ενός μεταφορέα μειοψηφίας ενός κυττάρου, ο οποίος ορίζεται ως ο μέσος χρόνος που ένας φορέας μπορεί να ξοδέψει σε μια διεγερμένη κατάσταση μετά τη δημιουργία οπών ηλεκτρονίων πριν από το συνδυασμό, καθορίζει την απόδοση του κυττάρου. Τα κύτταρα με μικρότερη διάρκεια ζωής φορέα μειοψηφίας θα είναι συνήθως λιγότερο αποτελεσματικά από τα κύτταρα με μεγάλες ζωές.
Τα υλικά τύπου ν για τη διαδικασία κατασκευής ηλιακών κυττάρων απαιτούν κάποιο επιπλέον βήμα σε σύγκριση με τα ηλιακά κύτταρα που κατασκευάζονται σε υποστρώματα τύπου ρ. Στην πραγματικότητα, τα υποστρώματα τύπου ρ έχουν ορισμένα πλεονεκτήματα όσον αφορά την επεξεργασία των ηλιακών κυττάρων, όπως η ευκολία της πρόσληψης φωσφόρου, η οποία βοηθάει στη βελτίωση της αποδοτικότητας των κυττάρων, ειδικά για τις γκοφρέτες mc-Si. Ο σχηματισμός πομπού στην περίπτωση υποστρωμάτων τύπου ν πρέπει να γίνει μέσω της διεργασίας διάχυσης βορίου, η οποία απαιτεί υψηλότερες θερμοκρασίες σε σύγκριση με τη διάχυση φωσφόρου για κύτταρα τύπου ρ, πράγμα που καθιστά τη διαδικασία κατασκευής κυττάρων πιο περίπλοκη. Επιπλέον, η διαδικασία για δύο ξεχωριστά βήματα διάχυσης (εκπομπός και BSF) καθιστά ακόμη πιο πολύπλοκη και δαπανηρή. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας διάχυσης του βορίου, ένα άλλο σημαντικό ζήτημα είναι ο σχηματισμός του γεννηθέντος πλούσιου στρώματος (BRL), το οποίο είναι καλό για το σκοπό λήψης, αλλά υποβαθμίζει τη διάρκεια ζωής του φορέα χύδην. Πρόσφατα, έχει αναπτυχθεί μια ιδιαίτερα αποτελεσματική μέθοδος απομάκρυνσης του BRL χωρίς την έγχυση ακαθαρσιών που έχουν ληφθεί.
Υπάρχει ένας αριθμός δομών ηλιακού κυττάρου με υψηλότερες αποδόσεις που έχουν ήδη εφαρμοστεί επιτυχώς χρησιμοποιώντας υποστρώματα τύπου ν. Η Εικόνα 1 απεικονίζει αυτές τις δομές ηλιακών κυττάρων σε υποστρώματα τύπου n για σύντομο χρονικό διάστημα. Οι κυτταρικές δομές που σχεδιάζονται σε υποστρώματα τύπου ν θα συζητηθούν σύντομα στις προηγούμενες ενότητες. Αυτές οι κυτταρικές δομές μπορούν να ταξινομηθούν σύμφωνα με τις τεχνικές που χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία των κυττάρων και περιγράφονται ως εξής: (1) τα πεδία της πρόσθιας επιφάνειας (FSF) Τα κύτταρα οπίσθιου εκπομπού (n + np + κύτταρα) το πίσω μέρος και συνήθως έχει διάχυτο FSF του φωσφόρου. (P + nn + cells) μπορούν επίσης να έχουν τις επαφές είτε μπροστά είτε πίσω και είναι κοινώς πορώδη με βόριο εφοδιασμένους με βόριο BSF με πρόσμιξη φωσφόρου. (3) κύτταρα που εκπέμπουν ιόντα έχουν εκπομπούς που σχηματίζονται από τη διαδικασία εμφύτευσης ιόντων και μπορούν να υλοποιηθούν τόσο για συστήματα εμπρόσθιας όσο και για οπίσθιας επαφής σε δομές n + np + και p + nn +. (4) ετερόπλευρη σύνδεση με ενδογενή κυτταρική δομή λεπτού στρώματος (HIT).
Εικόνα 1: δομές ηλιακού κυττάρου υποστρώματος τύπου Ν
