Un dendrite è una sottile struttura filamentosa a forma di spina, costituita da una sostanza cristallina pura, come il silicio. Al fine di produrre celle solari a basso costo e ad alta efficienza, vengono realizzati dendriti di silicio per la produzione di celle solari . Queste sono anche note come celle solari a dendriti di silicio. Per tali scopi, è stato creato un reticolo di dendriti di silicio di 0.5 x 12 pollici con resistività, spessore e caratteristiche cristalline specifiche.
Durante la fase pilota, sono state prodotte celle solari N-on-P a struttura dendritica di silicio di dimensioni 1.27 x 30.5 cm. Al fine di garantire una resa di 75 celle con efficienza minima di 9, sono stati sviluppati dei processi. In base all'efficienza delle celle solari, la resa è stata distribuita come 9, 100, 10, 68 o 11, 18. Durante il funzionamento della linea pilota sbilanciata, la resa fisica complessiva è stata di 78.
Che cosa è una tecnica di rete dendritica?
La tecnica della rete dendritica è un processo per la creazione di fogli di silicio policristallino in cui i dendriti di silicio vengono delicatamente rimossi da una massa fusa di silicio; quando la rete di silicio si solleva dalla massa fusa e si raffredda, si solidifica tra i dendriti.
La tensione superficiale e le forze cristallografiche interagiscono per produrre la forma a nastro, evitando qualsiasi potenziale contaminazione da parte degli stampi di formatura. Per "drogare" i cristalli al tipo di conduttività e resistività richiesti, la crescita avviene a partire da una massa fusa.
I soluti respinti si diffondono facilmente lontano dal fronte di crescita, determinando una segregazione delle impurità estremamente efficace , simile alla crescita Czochralski. Grazie all'elevata qualità strutturale del materiale, il materiale a rete dendritica può essere lavorato utilizzando qualsiasi metodo di lavorazione dei semiconduttori convenzionale compatibile con un determinato orientamento.
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Qual è la crescita dei cristalli di silicio a nastro della rete dendritica?
Le forze cristallografiche e di tensione superficiale, anziché gli stampi di formatura, vengono utilizzate per controllare la forma dei cristalli nella rete dendritica di silicio, un meccanismo unico di crescita a nastro. Le celle solari realizzate con reti monocristalline, che hanno generalmente una larghezza di 2-4 cm, presentano un'efficienza di conversione AM1 fino al 15.5%.
Poiché le reti di silicio separano con successo le impurità metalliche dalla massa fusa durante la cristallizzazione, sembra possibile impiegare silicio meno costoso e meno puro come materia prima per lo sviluppo dei cristalli.
Secondo recenti esperimenti qui descritti, è possibile aumentare la velocità di crescita regolando i profili termici sia del fuso da cui si forma il cristallo, sia della rete stessa. I miglioramenti derivano dalla riduzione delle tensioni interne ai cristalli e da una migliore dissipazione del calore latente. Il rifornimento di fuso durante la crescita sarà necessario per mantenere elevate velocità di crescita per periodi prolungati.
