Een n-type doteringsmiddel, zoals fosfor, verbetert de elektrische geleidbaarheid van een halfgeleider ten opzichte van een ongedoteerde halfgeleider door een extra elektron te introduceren in een energieniveau dat zeer dicht bij de geleidingsband van een fotovoltaïsch apparaat ligt. Dit elektron wordt vervolgens gemakkelijk naar de geleidingsband verdreven. Dit wordt een donor genoemd, wat in eenvoudige termen een orbitaalenergie met een hoge lading is . De acceptor daarentegen is hetzelfde, maar met een lage lading.
Het belangrijkste onderdeel van een apparaat voor het opwekken van zonne-energie, dat zonlicht snel omzet in elektrische energie, is een fotovoltaïsche (PV) cel. Een zonnecel bestaat uit een pn-junctie.
De termen n-type en p-type verwijzen respectievelijk naar de positief geladen gaten die worden geproduceerd door accepterende verontreinigingsatomen en de negatief geladen elektronen die worden gedoneerd door donorverontreinigingsatomen.
Wat zijn N-type zonnecellen?
Een pn-junctie met een groot oppervlak is een zonnecel. Een dunne p-type siliciumlaag, gedoteerd met boor, ligt bovenop een veel grotere n-type siliciumlaag, gedoteerd met fosfor, in een n-type zonnecel.
Aan beide zijden zijn elektrische contacten aangebracht. De P-zijde is de voorzijde, die naar de zon is gericht. Een transparante lijm, zoals EVA , wordt over de antireflecterende coating aangebracht om de beschermende glaslaag aan de voorzijde op zijn plaats te houden.
Waarom zijn N-Types zeldzaam?
De meeste vaste zonnecellen die momenteel op de markt zijn, zijn p-type. Dit komt door de productiekosten van het goedkopere p-type. De geschiedenis van de ontwikkeling van zonnecellen is vermoedelijk de oorzaak van deze factoren. N-type zonnecellen kunnen echter een aanzienlijk hogere efficiëntie bieden in vergelijking met p-type zonnecellen.
Dit is te wijten aan twee belangrijke factoren. Ten eerste is er sprake van boorvergiftiging (driewaardig boor) in p-type materiaal. In aanwezigheid van licht en zuurstof ondergaat boor een aantal ongewenste processen die de conversie-efficiëntie verlagen. Dit wordt lichtgeïnduceerd verval (Light Induced Decay , LID) genoemd.
Wat zijn de nadelen van P-type zonnecellen?
Bedenk dat zonlicht ervoor zorgt dat een elektron-gatpaar loskomt om het tweede nadeel te begrijpen. De gaten zijn minoriteitsdragers in dit gebied (het n-type gebied) als dit daar gebeurt.
Door een van de vrije elektronen te absorberen, die het grootste deel van de dragers in dit systeem vormen, zou een gat tijdens het driften kunnen worden opgevuld. In dit scenario verwarmt de geabsorbeerde zonne-energie alleen de cel en gaat deze verloren als warmte.
Lees ook: Wat is een dopinggebruiker?
Ons doel is om de gaten in staat te stellen het verarmingsgebied te bereiken, waar het elektrische veld ze naar de p-type substantie en vervolgens naar de anode zal slepen. Om de zonne-efficiëntie te verbeteren, moeten de diffusielengtes van minoriteitsdragers zo lang mogelijk zijn. Nu weet u meer over donor.
Omdat de n-type cel minder gevoelig is voor kleine onzuiverheden, is de diffusieduur van minoriteitsdragers in n-type cellen langer dan in p-type cellen. N-type cellen hebben een hogere conversieratio omdat hun minoriteitsdragers een langere diffusielengte hebben. Daarom investeert de betreffende industrie fors in onderzoek op dit gebied om de productie van n-type cellen economisch rendabeler te maken.
