Diskussion i sol-PV-industrin om vilken kristallin kisel (c-Si) -teknologi som dominerar har varit länge: Monokristallin, odlad genom Czochralski-metoden eller Multikristallin, tillverkad genom riktningsstärkning. Nyligen har traditionell högre kostnad mono blivit jämförbar på en $ / W-bas som är installerad på flera, vilket leder till en signifikant tillväxt i mono marknadsandelar 2016. Nu börjar det bli intressant att undersöka olika meriter och brister i olika typer av mono c- Si-teknik.
Mono c-Si-celler kan i stor utsträckning delas in i två kategorier; p-typ och n-typ. P-typceller är dopade med atomer som har en mindre elektron som kisel, såsom bor, vilket resulterar i en positiv (p) laddning. N-typceller är däremot dopade med atomer som har en mer elektron än kisel, vilket gör dem negativa (n). Medan n-typceller erbjuder högre effektivitetspotential än p-typceller är de dyrare (Lai, Lee, Lin, Chuang, Li, & Wang, 2016).
Huvudproblemet med celltillverkare när man försöker sälja p-typ c-Si-celler är lätt inducerad nedbrytning (LID). LID är ett fenomen som leder till nedbrytning av bärarens livslängd för monokristallina kiselceller av p-typ under exponering för ljus; minoritetsbärarens livstid påverkas av ljuset då överdrivna bärare injiceras i cellen (Walter, Pernau, & Schmidt, 2016). Minderitetsbärarens livstid för en cell, som definieras som den genomsnittliga tid en bärare kan spendera i ett upphetsat tillstånd efter elektronhålgenerering före kombinationen, bestämmer cellens effektivitet. Celler med kortare minoritetsbärare livslängder brukar vara mindre effektiva än celler med långa livslängder.
Materialen av n-typ för tillverkningen av solceller kräver ytterligare ett steg jämfört med solceller som tillverkats på substrat av p-typ. Faktum är att substraten av p-typ har vissa fördelar när det gäller bearbetning av solceller, såsom bekvämligheten med fosfor gettering, vilket hjälper till att förbättra cell effektiviteten, speciellt för mc-Si-skivor. Emitterbildningen vid n-typsubstrat måste göras via bordiffusionsprocessen, vilket kräver högre temperaturer jämfört med fosfordiffusion för p-typceller, vilket gör celltillverkningsprocessen mer komplex. Dessutom gör processen för två separata diffusionssteg (emitter och BSF) det ännu mer komplicerat och dyrt. Under bordiffusionsprocessen är en annan viktig fråga bildandet av född rikt lager (BRL) vilket är bra för getteringsändamålet men försämrar bärarens livslängd i bulk. Nyligen har en särskilt effektiv metod för avlägsnande av BRL utan injektion av getteringsföroreningar utvecklats.
Det finns ett antal solcellsstrukturer med högre effektivitet som redan har implementerats framgångsrikt med användning av n-typsubstrat. Figur 1 illustrerar dessa solcellsstrukturer kortfattat på n-typsubstrat. Cellstrukturerna utformade på substrat av n-typ kommer att diskuteras kortfattat i de föregående sektionerna. Dessa cellstrukturer kan kategoriseras enligt de tekniker som används för cellbearbetning och beskrivs enligt följande: (1) främre ytfält (FSF) Al-bak-emitterceller (n + np + celler) kan antingen ha kontakterna på framsidan eller vid den bakre och har normalt fosfordiffuserad FSF; (2) back-frontfält (BSF) främre emitterceller (p + nn + celler) kan också ha kontakterna antingen på framsidan eller baksidan och är vanligen borendopade emitterar med fosfordopad BSF; (3) jonimplanterade emitterar-celler har emitteren bildad genom jonimplanteringsprocessen och kan realiseras för både främre och bakre kontaktscheman på n + np + och p + nn + strukturer; (4) heterojunktion med inneboende tunnskikt (HIT) cellstruktur.
Figur 1: N-typsubstratets solcellsstrukturer
