Um dopante do tipo n, como o fósforo, melhora a condutividade elétrica de um semicondutor em relação a um semicondutor não dopado, introduzindo um elétron extra em um nível de energia muito próximo à banda de condução em um dispositivo fotovoltaico. Esse elétron é então facilmente expelido para a banda de condução. Isso é conhecido como um doador, que, em termos mais simples, é um orbital com alta energia e alta carga . Ao contrário, o aceptor é o mesmo, porém com baixa carga.
O componente principal de um dispositivo de geração de energia solar que transforma rapidamente a luz solar em energia elétrica é uma célula fotovoltaica (PV). Um componente de junção pn compõe a célula solar.
Os termos tipo n e tipo p referem-se aos buracos carregados positivamente produzidos pelos átomos de impurezas aceitadores e aos elétrons carregados negativamente doados pelos átomos de impurezas doadores, respectivamente.
O que são células solares do tipo N?
Uma junção pn de grande área é uma célula solar. Uma fina camada de silício tipo p dopada com boro fica sobre uma camada de silício tipo n muito maior, dopada com fósforo, em uma célula solar tipo N.
Ambas as superfícies possuem contatos elétricos. O lado P refere-se à face frontal voltada para o sol. Um adesivo transparente, como EVA , é aplicado sobre o revestimento antirreflexo para manter a camada protetora de vidro frontal no lugar.
Por que os tipos N são raros?
A maioria das células solares sólidas disponíveis no mercado hoje são do tipo p. Isso se deve aos custos de fabricação do tipo p, que é mais barato. A história do desenvolvimento das células solares é provavelmente a responsável por esses fatores. No entanto, as células solares do tipo n podem oferecer uma eficácia significativamente maior em comparação com as células solares do tipo p em termos de desempenho.
Isso se deve a dois fatores principais. Primeiro, o envenenamento por boro (trivalente) está presente no material do tipo p. Na presença de luz e oxigênio, o boro passa por alguns processos indesejáveis que diminuem a eficácia da conversão. O termo para isso é Decaimento Induzido por Luz (LID, na sigla em inglês).
Quais são as desvantagens das células solares do tipo P?
Lembre-se de que a luz solar faz com que um par de elétrons-lacunas se solte para compreender a segunda desvantagem. As lacunas são portadoras minoritárias nesta região (a região do tipo n) se isso ocorrer lá.
Ao absorver um dos elétrons livres, que constituem a maior parte dos portadores neste sistema, uma lacuna poderia ser preenchida durante a deriva. Nesse cenário, a energia solar absorvida apenas aquecerá a célula e será desperdiçada na forma de calor.
Leia também: O que é um dopante?
Nosso objetivo é permitir que os buracos entrem na região de depleção, onde o campo elétrico os arrastará para a substância do tipo p e, em seguida, para o ânodo. Para melhorar a eficiência solar, os comprimentos de difusão dos portadores minoritários devem ser os maiores possíveis. Agora você já sabe sobre o doador.
Como a célula do tipo n é menos impactada por impurezas menores, a duração da difusão dos portadores minoritários é maior nas células do tipo n do que nas células do tipo p. As células do tipo N apresentam uma taxa de conversão mais alta porque seus portadores minoritários têm um comprimento de difusão mais longo. Por esse motivo, a indústria pertinente está investindo pesadamente em pesquisas nessa área para permitir uma produção de células do tipo n mais economicamente viável.
