Bu trafodaeth yn y diwydiant ffotofoltäig solar ynghylch pa dechnoleg silicon crisialog (c-Si) yn drech nag amser hir: Monocrystalline, a dyfwyd drwy'r dull Czochralski, neu Multicrystalline, a weithgynhyrchwyd drwy solidi cyfeiriadol. Yn ddiweddar, mae mono cost uwch yn draddodiadol yn dod yn gymaradwy ar sail $ / W a osodwyd i aml, gan arwain at dwf sylweddol yng nghyfran y farchnad mono yn 2016. Nawr mae'n dechrau dod yn ddiddorol i archwilio gwahanol rinweddau a diffygion gwahanol fathau o mono c- Technoleg Si.
Gellir rhannu celloedd Mono c-Si yn fras yn ddau gategori; p-fath a math-n. Mae celloedd math-P yn cael eu dopio gydag atomau ag un llai o electron sy'n silicon, fel boron, gan arwain at arwystl cadarnhaol (p). Mae celloedd N-fath, ar y llaw arall, yn cael eu dopio gydag atomau sydd ag un electron yn fwy na silicon, gan eu gwneud yn negyddol (n). Er bod celloedd math-n yn cynnig potensial effeithlonrwydd uwch na chelloedd math-p, maent yn fwy costus (Lai, Lee, Lin, Chuang, Li, & Wang, 2016).
Y prif fater a wynebir gan wneuthurwyr celloedd wrth geisio gwerthu celloedd p-si p-Si yw diraddiad ysgafn (LID). Mae LID yn ffenomen sy'n arwain at ddiraddiad oes cludwr celloedd silicon monocrystalline p-fath yn ystod yr amlygiad i olau; mae oes y cludwr lleiaf yn cael ei effeithio gan y golau wrth i gludwyr gormodol gael eu chwistrellu i mewn i'r gell (Walter, Pernau, & Schmidt, 2016). Mae oes cludwr lleiafrifol cell, a ddiffinnir fel yr amser cyfartalog y gall cludwr ei wario mewn cyflwr cyffrous ar ôl cynhyrchu twll electron cyn cyfuniad, yn pennu effeithlonrwydd y gell. Fel arfer, bydd celloedd sydd ag oes cludwyr lleiafrifol llai yn llai effeithlon na chelloedd â oes hir.
Mae'r deunyddiau n-fath ar gyfer y broses gwneuthuriad celloedd solar yn gofyn am ryw gam ychwanegol o'i gymharu â chelloedd solar wedi'u gwneud ar is-haenau p-fath. Yn wir, mae gan yr is-haenau p-fath rai manteision o ran prosesu celloedd solar, fel hwylustod defnyddio ffosfforws, sy'n helpu i wella effeithlonrwydd celloedd, yn benodol ar gyfer wafferi mc-Si. Mae'n rhaid i'r ffurfiant allyrrydd yn achos swbstradau n-deip gael ei wneud drwy'r broses trylediad boron, sy'n gofyn am dymereddau uwch o gymharu â trylediad ffosfforws ar gyfer celloedd math-p, sy'n gwneud y broses gwneuthuriad celloedd yn fwy cymhleth. At hynny, mae'r broses ar gyfer dau gam tryledu ar wahân (allyrrydd a CYG) yn ei gwneud hyd yn oed yn fwy cymhleth a chostus. Yn ystod y broses tryledu boron, mater pwysig arall yw ffurfio haen gyfoethog o enedigaethau (BRL) sy'n dda ar gyfer y pwrpas sy'n gwthio allan ond sy'n diraddio oes y cludwr mewn swmp. Yn ddiweddar, mae dull arbennig o effeithiol o gael gwared ar BRL heb y chwistrelliad o amhureddau sy'n chwalu wedi cael ei ddatblygu.
Mae nifer o strwythurau celloedd solar gydag effeithlonrwydd uwch sydd eisoes wedi cael eu rhoi ar waith yn llwyddiannus gan ddefnyddio swbstradau n-deip. Mae Ffigur 1 yn dangos y strwythurau celloedd solar hyn ar swbstradau n-deip yn fyr. Bydd y celloedd a ddyluniwyd ar swbstradau n-fath yn cael eu trafod yn gryno yn yr adrannau blaenorol. Gellir categoreiddio'r strwythurau celloedd hyn yn ôl y technegau a ddefnyddir ar gyfer prosesu celloedd ac fe'u disgrifir fel a ganlyn: (1) cae wyneb blaen (FSF) Al gall celloedd allyrrydd cefn (n + np + celloedd) naill ai gael y cysylltiadau yn y blaen neu yn yn y cefn ac fel arfer mae ganddo FfAC ffosfforws gwasgaredig; (2) gall celloedd allyrrydd blaen y cae cefn (BSF) (p + nn + celloedd) hefyd fod â'r cysylltiadau naill ai ar y tu blaen neu yn y cefn ac fel arfer maent yn allyrwyr â ffosfforws â chyffuriau wedi'u ffosfforws; (3) mae gan gelloedd allyrryddion ïon a fewnblannir yr allyrrydd a ffurfir drwy broses mewnblannu ïonau a gellir ei wireddu ar gyfer cynlluniau cyswllt blaen a chefn ar strwythurau n + np + a p + nn +; (4) heterojunction gyda strwythur gell haenen gynhenid (HIT).
Ffigur 1: Strwythurau celloedd solar swbstrad math N