La barriera di cella è l'interfaccia tra lo strato positivo e quello negativo di una cella solare , che presenta una regione molto ristretta di carica elettrica statica. Gli elettroni ad alta energia provenienti da un lato diffondono preferenzialmente attraverso la barriera in una direzione, poiché la barriera di cella impedisce agli elettroni di spostarsi da uno strato all'altro. Ciò genera una corrente e di conseguenza una tensione ai capi della cella. Questa zona è anche nota come zona di carica spaziale o zona di svuotamento.
Il silicio di tipo p e quello di tipo n sono due diversi tipi di semiconduttori utilizzati per la produzione di celle solari. Per creare il silicio di tipo p, vengono aggiunti atomi con un elettrone in meno nel loro livello energetico più esterno rispetto al silicio, come il boro o il gallio. Nel boro si crea una lacuna elettronica, poiché possiede un elettrone in meno rispetto a quello necessario per formare i legami con gli atomi di silicio vicini.
Aggiungendo elementi, come il fosforo, che hanno un elettrone in più nel loro livello esterno rispetto al silicio, si crea il silicio di tipo n. Il livello energetico esterno del fosforo contiene cinque elettroni, non quattro. Forma legami con gli atomi di silicio adiacenti, tuttavia, i legami non coinvolgono un solo elettrone. Può invece muoversi liberamente all'interno della struttura del silicio.
Come è fatta una cella solare?
Una cella solare è formata da uno strato di silicio di tipo p interposto tra due strati di silicio di tipo n . Nello strato di tipo n sono presenti troppi elettroni e nello strato di tipo p troppe lacune caricate positivamente (che sono vacanze dovute alla mancanza di elettroni di valenza ).
Gli elettroni su un lato della giunzione (strato di tipo n) migrano nelle lacune sul lato opposto della giunzione, vicino alla giunzione dei due strati (strato di tipo p). In questo modo, gli elettroni riempiono le lacune nella zona di svuotamento che si forma attorno alla connessione.
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Il lato di tipo p della zona di svuotamento, dove inizialmente erano presenti le lacune, è ora riempito da ioni con carica negativa, mentre il lato di tipo n della zona di svuotamento, dove precedentemente erano presenti gli elettroni, è ora riempito da ioni con carica positiva. Questi ioni di carica opposta generano un campo elettrico interno che impedisce agli elettroni dello strato di tipo n di riempire le lacune dello strato di tipo p.
