Een celbarrière is de interface van een zonnecel tussen de positieve en negatieve lagen , een zeer smal gebied met statische elektrische lading. Elektronen met een hogere energie diffunderen bij voorkeur in één richting door de barrière, omdat de celbarrière voorkomt dat elektronen van de ene naar de andere laag bewegen. Dit resulteert in een stroom en daardoor een spanning over de cel. Deze zone wordt ook wel de ruimteladingzone of depletiezone genoemd.
P-type en n-type silicium zijn twee verschillende soorten halfgeleiders die worden gebruikt voor de productie van zonnecellen. Om p-type silicium te creëren, worden atomen toegevoegd met één elektron minder in hun buitenste energieniveau dan silicium, zoals boor of gallium. In boor ontstaat een elektronenvacature, ofwel een gat, omdat dit atoom één elektron minder heeft dan nodig is om bindingen aan te gaan met de nabijgelegen siliciumatomen.
Door elementen toe te voegen, zoals fosfor, die één elektron meer in hun buitenste energieniveau hebben dan silicium, ontstaat het n-type silicium. Het buitenste energieniveau van fosfor bevat vijf elektronen, niet vier. Het vormt bindingen met de siliciumatomen ernaast, maar de bindingen omvatten geen enkel elektron. Het kan zich in plaats daarvan vrij binnen het siliciumnetwerk bewegen.
Hoe wordt een zonnecel gemaakt?
Een laag p-type silicium wordt ingeklemd tussen een laag n-type silicium om een zonnecel te vormen. Er zijn te veel elektronen in de n-type laag en te veel positief geladen gaten in de p-type laag (dit zijn vacatures als gevolg van het gebrek aan valentie-elektronen ).
De elektronen aan de ene kant van de verbinding (n-type laag) migreren naar de gaten aan de andere kant van de verbinding, dicht bij de verbinding van de twee lagen (p-type laag). Hierdoor vullen de elektronen de gaten in de verarmingszone die zich rond de verbinding vormt.
Lees ook: Wat zijn ACDB en DCDB?
De p-type zijde van de verarmingszone, waar zich aanvankelijk gaten bevonden, is nu gevuld met negatief geladen ionen, terwijl de n-type zijde van de verarmingszone, waar zich voorheen elektronen bevonden, nu gevuld is met positief geladen ionen. Deze ionen met tegengestelde ladingen creëren een intern elektrisch veld dat verhindert dat de elektronen van de n-type laag de gaten in de p-type laag vullen.
