Een kristallijn silicium is een bijzonder soort fotovoltaïsche cel samengesteld uit een enkel kristal of vele kristallen van silicium. Wafers met een dikte van 160-240 m, wat dunne plakjes silicium zijn die uit een enkel kristal of een blok zijn gesneden, worden gebruikt om kristallijne silicium (c-Si) cellen te maken. De productieprocedure die wordt gebruikt om siliciumwafers te maken, bepaalt het soort kristallijne cel dat wordt gecreëerd.
Welke soorten kristallijne siliciumzonnecellen zijn er?
Er zijn drie soorten zonnecellen:
- monokristallijn
- Polykristallijne
- Lint- of velgedefinieerde filmgroei
Wat zijn de voordelen van kristallijne siliciumzonnecellen?
Hieronder worden enkele voordelen van dit type zonnecellen genoemd:
- Looptijd: Er is veel informatie beschikbaar over het beoordelen van de betrouwbaarheid en robuustheid van het ontwerp, wat essentieel is voor het verkrijgen van financiering voor implementatieprojecten.
- prestaties: Een typische industriële siliciumcel levert een hogere efficiëntie dan elk ander single-junction-apparaat dat in grote hoeveelheden wordt geproduceerd. Omdat er minder zonnecellen hoeven te worden geproduceerd en geïnstalleerd voor een bepaalde output, verlagen hogere efficiënties de uiteindelijke installatiekosten.
- Betrouwbaarheid: Kristallijne siliciumcellen kunnen als modules meer dan 25 jaar meegaan, met een verwaarloosbare achteruitgang op de lange termijn.
- Overvloed: In de aardkorst is silicium het op één na meest voorkomende element (na zuurstof).
Hoe worden kristallijne siliciumzonnecellen geproduceerd?
Monokristallijn (enkel kristal) of multikristallijn silicium wordt gebruikt om typische kristallijne silicium zonnecellen te maken. Pseudo-vierkante silicium wafers, substraten gemaakt van boules die zijn gegroeid met behulp van de Czochralski proces, de float-zone-techniek, lintgroei of andere nieuwe benaderingen worden gebruikt om monokristallijn cellen. Traditioneel, vierkante siliciumsubstraten zijn gesneden uit ingots gegoten in kwartskroezen om multikristallijne silicium zonnecellen te maken.
Een antireflectiecoating (ARC) van titaniumdioxide (TiO2) of siliciumnitride (SiN), die vaak op siliciumoppervlakken wordt aangebracht, wordt afgezet om de hoeveelheid licht die door de zonnecel wordt gereflecteerd te beperken en wordt bijgevolg niet gebruikt om stroom op te wekken. De bovenkant van de zonnecel kan getextureerd met micrometergrote piramidale structuren, gecreëerd door een chemische ettechniek, om de lichtinval en -absorptie te maximaliseren.
Lees ook: Wat is een geleidingsband?
Een met boron gedoteerd p-type siliciumsubstraat wordt doorgaans bedekt met een met fosfor gedoteerd n+-gebied om een pn-overgang te vormen. Het achterste contact wordt vaak gemaakt met een metalen elektrode, zoals aluminium, terwijl het voorste contact doorgaans wordt gemaakt met gezeefdrukte zilverpasta die bovenop de ARC-laag wordt aangebracht.
Diffusie van minderheidsdragers vindt plaats binnen de p- en n-gedoteerde lagen van een kristallijne siliciumzonnecel om ladingdragers te verzamelen. Het verzamelen van ladingdragers wordt ondersteund door lange diffusielengtes (> 200 micrometer) in het gehele diktebereik van de zonnecel waar optische absorptie plaatsvindt.
