Bariera komórkowa to interfejs ogniwa słonecznego między warstwami dodatnią i ujemną , który charakteryzuje się bardzo wąskim obszarem statycznego ładunku elektrycznego. Elektrony o wyższej energii z jednej strony dyfundują preferencyjnie przez barierę w jednym kierunku, ponieważ bariera komórkowa uniemożliwia im przemieszczanie się z jednej warstwy do drugiej. W rezultacie powstaje prąd, a w konsekwencji napięcie w ogniwie. Strefa ta jest również nazywana ładunkiem przestrzennym lub strefą zubożenia.
Krzem typu P i typu n to dwa różne rodzaje półprzewodników wykorzystywanych do produkcji ogniw słonecznych. W celu utworzenia krzemu typu p dodawane są atomy, których zewnętrzny poziom energetyczny jest o jeden elektron mniejszy niż w krzemie, takie jak bor lub gal. W borze powstaje wakat lub dziura elektronowa, ponieważ ma on o jeden elektron mniej niż potrzeba do utworzenia wiązań z pobliskimi atomami krzemu.
Dodając pierwiastki, takie jak fosfor, które mają jeden dodatkowy elektron na swoim zewnętrznym poziomie niż krzem, powstaje krzem typu n. Zewnętrzny poziom energetyczny fosforu zawiera pięć elektronów, a nie cztery. Tworzy on wiązania z atomami krzemu obok niego, jednak wiązania te nie obejmują jednego elektronu. Zamiast tego może on swobodnie poruszać się wewnątrz szkieletu krzemu.
Jak zbudowane jest ogniwo słoneczne?
Warstwa krzemu typu p jest umieszczona pomiędzy warstwą krzemu typu n, tworząc ogniwo słoneczne. W warstwie typu n jest zbyt wiele elektronów, a w warstwie typu p zbyt wiele dodatnio naładowanych dziur (które są lukami wynikającymi z braku elektronów walencyjnych ).
Elektrony po jednej stronie złącza (warstwa typu n) migrują do dziur po przeciwnej stronie złącza, blisko połączenia dwóch warstw (warstwa typu p). Dzięki temu elektrony wypełniają dziury w strefie zubożenia, która tworzy się wokół połączenia.
Przeczytaj także: Co to jest ACDB i DCDB?
Strona typu p strefy zubożonej, gdzie pierwotnie znajdowały się dziury, jest teraz wypełniona jonami o ładunku ujemnym, podczas gdy strona typu n strefy zubożonej, gdzie wcześniej znajdowały się elektrony, jest teraz wypełniona jonami o ładunku dodatnim. Te jony o przeciwnych ładunkach zapewniają wewnętrzne pole elektryczne, które uniemożliwia elektronom warstwy typu n wypełnienie dziur warstwy typu p.
