El silicio cristalino es un tipo particular de célula fotovoltaica compuesta por un monocristal o varios cristales de silicio . Para fabricar células de silicio cristalino (c-Si) se utilizan obleas de 160-240 μm de espesor, que son láminas delgadas de silicio cortadas de un monocristal o un bloque. El proceso de fabricación de las obleas de silicio determina el tipo de célula cristalina que se crea.
¿Cuáles son los tipos de células solares de silicio cristalino?
Existen tres tipos de estas células solares, que son los siguientes:
- Monocristalino
- Policristalino
- Crecimiento de película definida por cinta o lámina
¿Cuáles son los beneficios de las células solares de silicio cristalino?
A continuación se mencionan algunos de los beneficios de este tipo de células solares:
- Madurez: Hay mucha información disponible para evaluar la confiabilidad y solidez del diseño, lo cual es esencial para obtener financiación para proyectos de implementación.
- Actuación: Una célula de silicio industrial típica ofrece mayor eficiencia que cualquier otro dispositivo de unión simple producido en grandes cantidades. Dado que se requieren menos células solares para producir e instalar una producción determinada, una mayor eficiencia reduce el coste final de instalación.
- Fiabilidad: Las células de silicio cristalino pueden durar más de 25 años como módulos con un deterioro insignificante a largo plazo.
- Abundancia: En la corteza terrestre, el silicio es el segundo elemento más prevalente (después del oxígeno).
¿Cómo se producen las células solares de silicio cristalino?
El silicio monocristalino (monocristalino) o multicristalino se utiliza para fabricar células solares de silicio cristalino convencionales. Para crear células monocristalinas se emplean obleas de silicio pseudo-cuadradas, sustratos obtenidos a partir de lingotes cultivados mediante el proceso Czochralski , la técnica de zona flotante, el crecimiento en cinta u otros métodos innovadores . Tradicionalmente, para fabricar células solares de silicio multicristalino se han cortado sustratos cuadrados de silicio a partir de lingotes fundidos en crisoles de cuarzo.
Se deposita un recubrimiento antirreflectante (ARC) de dióxido de titanio (TiO2) o nitruro de silicio (SiN), que se aplica frecuentemente a las superficies de silicio, para limitar la cantidad de luz que refleja la célula solar y, por consiguiente, que no se utiliza para generar corriente. La parte superior de la célula solar puede texturizarse con estructuras piramidales de tamaño micrométrico , creadas mediante una técnica de grabado químico, para maximizar la captación y absorción de la luz.
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Un sustrato de silicio tipo p dopado con boro suele recubrirse con una zona n+ dopada con fósforo para formar una unión pn. El contacto posterior suele realizarse con un electrodo metálico, como el aluminio, mientras que el frontal suele realizarse con pasta de plata serigrafiada que se aplica sobre la capa ARC.
La difusión de portadores minoritarios se produce dentro de las capas dopadas con tipo p y tipo n de una célula solar de silicio cristalino para recolectar portadores de carga. La recolección de portadores se ve favorecida por las largas longitudes de difusión (> 200 micrómetros) a lo largo del rango de espesor de la célula solar donde tiene lugar la absorción óptica.
