Il silicio cristallino è un tipo particolare di cella fotovoltaica composto da un singolo cristallo o da molti cristalli di silicio. I wafer con uno spessore di 160-240 m, che sono sottili fette di silicio tagliate da un singolo cristallo o da un blocco, vengono utilizzati per realizzare celle in silicio cristallino (c-Si). La procedura di fabbricazione utilizzata per realizzare i wafer di silicio determina il tipo di cella cristallina che viene creata.
Quali sono i tipi di celle solari in silicio cristallino?
Esistono tre tipi di queste celle solari:
- monocristallino
- Policristallino
- Crescita del film definita da nastro o foglio
Quali sono i vantaggi delle celle solari in silicio cristallino?
Di seguito sono elencati alcuni dei vantaggi di questo tipo di celle solari:
- Scadenza: Sono disponibili numerose informazioni per valutare l'affidabilità e la robustezza del progetto, aspetto essenziale per ottenere finanziamenti per i progetti di implementazione.
- Performance: Una tipica cella al silicio industriale offre maggiore efficienza rispetto a qualsiasi altro dispositivo a giunzione singola prodotto in grandi quantità. Poiché devono essere prodotte e installate meno celle solari per una determinata potenza, efficienze più elevate riducono il costo di installazione finale.
- Affidabilità: Le celle in silicio cristallino possono durare più di 25 anni come moduli, con un deterioramento a lungo termine trascurabile.
- Abbondanza: Nella crosta terrestre, il silicio è il secondo elemento più diffuso (dopo l'ossigeno).
Come vengono prodotte le celle solari in silicio cristallino?
Il silicio monocristallino (monocristallino) o multicristallino viene utilizzato per realizzare le tipiche celle solari in silicio cristallino. I wafer di silicio pseudo-quadrati, substrati realizzati da boules coltivati utilizzando il Czochralski processo, la tecnica della zona galleggiante, la crescita del nastro o altri nuovi approcci vengono utilizzati per creare monocristallino cellule. Tradizionalmente, substrati di silicio quadrati sono stati tagliati da lingotti fusi in crogioli di quarzo per realizzare celle solari in silicio multicristallino.
Un rivestimento antiriflesso (ARC) di biossido di titanio (TiO2) o nitruro di silicio (SiN), che viene spesso applicato alle superfici di silicio, viene depositato per limitare la quantità di luce riflessa dalla cella solare e, di conseguenza, non viene utilizzata per generare corrente. La parte superiore della cella solare può essere strutturato con strutture piramidali di dimensioni micrometriche, creato mediante una tecnica di incisione chimica, per massimizzare la cattura e l'assorbimento della luce.
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Un substrato di silicio di tipo p drogato con boro è comunemente ricoperto da un'area n+ drogata con fosforo per formare una giunzione pn. Il contatto posteriore è spesso realizzato utilizzando un elettrodo metallico, come l'alluminio, mentre il contatto anteriore è in genere realizzato utilizzando una pasta d'argento serigrafata che viene posta sopra lo strato ARC.
La diffusione dei portatori minoritari avviene all'interno del strati drogati p e n di una cella solare in silicio cristallino per raccogliere i portatori di carica. La raccolta dei portatori è agevolata da lunghe lunghezze di diffusione (> 200 micrometri) in tutto l'intervallo di spessore della cella solare in cui avviene l'assorbimento ottico.
