Een n-type dopant, 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 zich zeer dicht bij de geleidingsband in een fotovoltaïsch apparaat bevindt. Dit elektron wordt vervolgens gemakkelijk in de geleidingsband uitgestoten. Dit staat bekend als een donor, wat, eenvoudiger gezegd, orbitale energie met hoge ladingIntegendeel, de acceptor is dezelfde 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 pn-overgangscomponent vormt de zonnecel.
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-overgang met een groot oppervlak is een zonnecel. Een dunne p-type siliciumlaag die is gedoteerd met boor bevindt zich op een veel grotere n-type siliciumlaag die is gedoteerd met fosfor in een N-type zonnecel.
Op beide oppervlakken zijn elektrische contacten aangebracht. De P-zijde verwijst naar de voorkant die naar de zon is gericht. Een transparante lijm, zoals EVAwordt aangebracht over de antireflectiecoating en houdt de beschermende glaslaag aan de voorzijde op zijn plaats.
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 komt door twee belangrijke factoren. Ten eerste is er sprake van boorvergiftiging (trivalent) in p-type materiaal. In aanwezigheid van licht en zuurstof ondergaat boor een aantal ongewenste processen die de conversie-efficiëntie verlagen. De term hiervoor is Lichtgeïnduceerd verval (DEKSEL).
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 dopant?
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.
