Krystaliczny krzem to szczególny rodzaj ogniwa fotowoltaicznego złożony z pojedynczego kryształu lub wielu kryształów krzemu. Wafle o grubości 160-240 μm, czyli cienkie plasterki krzemu wycięte z pojedynczego kryształu lub bloku, są używane do produkcji ogniw krzemowych krystalicznych (c-Si). Procedura produkcyjna stosowana do produkcji wafli krzemowych determinuje rodzaj ogniwa krystalicznego, które jest tworzone.
Jakie są rodzaje ogniw słonecznych z krzemu krystalicznego?
Istnieją trzy rodzaje ogniw słonecznych:
- Monokrystaliczny
- Polikrystaliczny
- Wzrost folii zdefiniowany jako taśma lub arkusz
Jakie są zalety ogniw słonecznych z krzemu krystalicznego?
Poniżej wymieniono niektóre zalety tego typu ogniw słonecznych:
- Dojrzałość: Dostępnych jest wiele informacji pozwalających ocenić niezawodność i solidność konstrukcji, co jest kluczowe przy pozyskiwaniu funduszy na projekty wdrożeniowe.
- Wydajność: Typowa przemysłowa krzemowa komórka zapewnia większą wydajność niż jakiekolwiek inne urządzenie jednozłączowe produkowane w dużych ilościach. Ponieważ mniej ogniw słonecznych musi być wyprodukowanych i zainstalowanych dla danej wydajności, wyższa wydajność obniża ostateczny koszt instalacji.
- Niezawodność: Ogniwa krzemowe krystaliczne mogą służyć jako moduły przez ponad 25 lat, przy nieznacznym długotrwałym pogorszeniu.
- Obfitość: W skorupie ziemskiej krzem jest drugim pod względem rozpowszechnienia pierwiastkiem (po tlenie).
Jak powstają ogniwa słoneczne z krystalicznego krzemu?
Monokrystaliczny (pojedynczy kryształ) lub wielokrystaliczny krzem jest używany do produkcji typowych ogniw słonecznych z krzemu krystalicznego. Pseudokwadratowe wafle krzemowe, podłoża wykonane z kulek wyhodowanych przy użyciu Czochralski w celu tworzenia procesu wykorzystuje się technikę strefy pływającej, wzrost wstęgi lub inne nowatorskie podejścia monokrystaliczny komórki. Tradycyjnie, kwadratowe podłoża krzemowe wycięto z wlewków odlanych w tyglach kwarcowych do produkcji wielokrystalicznych ogniw słonecznych z krzemu.
Powłoka antyrefleksyjna (ARC) z dwutlenku tytanu (TiO2) lub azotku krzemu (SiN), która jest często stosowana na powierzchniach krzemu, jest osadzana w celu ograniczenia ilości światła odbijanego przez ogniwo słoneczne, a w konsekwencji nie jest wykorzystywana do generowania prądu. Górna część ogniwa słonecznego może być teksturowane strukturami piramidalnymi wielkości mikrometrów, stworzony techniką trawienia chemicznego, w celu maksymalizacji uwięzienia i absorpcji światła.
Przeczytaj także: Czym jest pasmo przewodzące?
Podłoże krzemowe typu p domieszkowane borem jest zwykle pokrywane obszarem n+ domieszkowanym fosforem, aby utworzyć złącze pn. Tylny kontakt jest często wykonywany przy użyciu elektrody metalowej, takiej jak aluminium, podczas gdy przedni kontakt jest zwykle wykonywany przy użyciu pasty srebrnej nanoszonej sitodrukiem, która jest nakładana na warstwę ARC.
Dyfuzja nosicieli mniejszościowych ma miejsce w warstwy domieszkowane p i n krystalicznego krzemowego ogniwa słonecznego do zbierania nośników ładunku. Zbieranie nośników jest wspomagane przez długie długości dyfuzji (> 200 mikrometrów) w całym zakresie grubości ogniwa słonecznego, w którym zachodzi absorpcja optyczna.
