Kristallijn silicium is een specifiek type fotovoltaïsche cel, samengesteld uit een enkel kristal of meerdere siliciumkristallen . Voor de productie van kristallijne siliciumcellen (c-Si-cellen) worden wafers gebruikt met een dikte van 160-240 µm. Deze wafers zijn dunne plakjes silicium die uit een enkel kristal of een blok worden gesneden. Het productieproces van de siliciumwafers bepaalt het type kristallijne cel dat wordt geproduceerd.
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 (éénkristal) of multikristallijn silicium wordt gebruikt voor de productie van typische kristallijne silicium zonnecellen. Pseudo-vierkante siliciumwafers, substraten gemaakt van boules die gekweekt zijn met behulp van het Czochralski -proces, de float-zone-techniek, lintgroei of andere nieuwe methoden, worden gebruikt om monokristallijne cellen te creëren. Traditioneel werden vierkante siliciumsubstraten gesneden uit ingots die in kwartskroezen gegoten waren om multikristallijne silicium zonnecellen te maken.
Een antireflectiecoating (ARC) van titaniumdioxide (TiO2) of siliciumnitride (SiN), die vaak op siliciumoppervlakken wordt aangebracht, wordt aangebracht om de hoeveelheid licht die door de zonnecel wordt gereflecteerd en dus niet wordt gebruikt voor stroomopwekking te beperken. De bovenkant van de zonnecel kan worden voorzien van een textuur met piramidevormige structuren van micrometers , gecreëerd door middel van een chemische etstechniek, om de lichtopvang 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.
In de p- en n-gedoteerde lagen van een kristallijne siliciumzonnecel vindt diffusie van minderheidsladingsdragers plaats om deze te verzamelen. De verzameling van ladingsdragers wordt bevorderd door lange diffusielengtes (> 200 micrometer) over het gehele diktebereik van de zonnecel waar optische absorptie plaatsvindt.
