Diskusjon i solenergi-PV-industrien om hvilken krystallinsk silisium (c-Si) -teknologi som er dominerende, har vært lang tid: Monokrystallinsk, dyrket gjennom Czochralski-metoden, eller Multikrystallinsk, fremstilt ved retningsbestemt størkning. Nylig er tradisjonelt høyere kostnad mono blitt sammenlignbar på en $ / W basis installert til multi, noe som fører til betydelig vekst i mono markedsandel i 2016. Nå begynner det å bli interessant å undersøke de ulike fordelene og manglene på forskjellige typer mono c- Si teknologi.
Mono c-Si celler kan i stor grad deles i to kategorier; p-type og n-type. P-type celler dopes med atomer som har en mindre elektron som silisium, slik som bor, noe som resulterer i en positiv (p) ladning. N-type celler, derimot, er dotert med atomer som har en mer elektron enn silisium, noe som gjør dem negative (n). Mens n-type celler tilbyr høyere effektivitet enn p-type celler, er de dyrere (Lai, Lee, Lin, Chuang, Li, & Wang, 2016).
Hovedproblemet som celleprodusentene står overfor når man prøver å selge c-Si-celler av p-type, er lysindusert nedbrytning (LID). LID er et fenomen som fører til nedbrytning av bærerens levetid for p-type monokrystallinske silisiumceller under eksponering for lys; minoritetsbærerens levetid påvirkes av lyset da overskytende bærere injiseres i cellen (Walter, Pernau, & Schmidt, 2016). Minoritetsbærerens levetid for en celle, som er definert som den gjennomsnittlige tiden en transportør kan bruke i en spennende tilstand etter generering av elektronhull før kombinasjon, bestemmer effektiviteten av cellen. Celler med kortere minoritetsbærer levetid vil vanligvis være mindre effektive enn celler med lange levetider.
Materialene i n-typen til solcellefabrikkprosessen krever noe ekstra trinn sammenlignet med solceller som er produsert på p-type substrater. Faktisk har p-type substrater noen fordeler når det gjelder behandling av solceller, for eksempel bekvemmeligheten av fosfor gettering, som bidrar til forbedring i celleffektivitet, spesielt for mc-Si-wafers. Emitterdannelsen i tilfelle av n-type substrater må gjøres via borediffusjonsprosessen, som krever høyere temperaturer sammenlignet med fosfordiffusjonen for p-type celler, noe som gjør celletilvirkningsprosessen mer kompleks. Videre gjør prosessen for to separate diffusjonstrinn (emitter og BSF) det enda mer komplisert og kostbart. Under borediffusjonsprosessen er et annet viktig problem dannelsen av born rich layer (BRL) som er bra for getteringsformålet, men forringer bærerens levetid i bulk. Nylig er en særlig effektiv metode for å fjerne BRL uten injeksjon av getterings urenheter blitt utviklet.
Det finnes en rekke solcellekonstruksjoner med høyere effektivitet som allerede er implementert med suksess ved bruk av n-type substrater. Figur 1 illustrerer disse solcellekonstruksjonene på n-type substrater kort. Cellestrukturene konstruert på n-type substrater vil bli diskutert kort i de foregående avsnittene. Disse cellestrukturene kan kategoriseres i henhold til teknikkene som brukes til cellebearbeiding, og beskrives som følger: (1) frontoverflatefelt (FSF) Al bak-emitterceller (n + np + celler) kan enten ha kontaktene foran eller ved den bakre og har normalt fosfor diffus FSF; (2) bak-feltfelt (BSF) front-emitterceller (p + nn + celler) kan også ha kontaktene enten på forsiden eller baksiden og er vanligvis borndopiserte emittere med fosfordopet BSF; (3) ionimplanterte emitterceller har emitteren dannet ved ionimplantasjonsprosessen og kan realiseres for både front- og bakre kontaktordninger på n + np + og p + nn + strukturer; (4) heterojunksjon med innebygd tynnlags (HIT) cellestruktur.
Figur 1: N-type substrat solcelle strukturer
