Diskuse v solárním fotovoltaickém průmyslu, o které je dominantní technologie krystalického křemíku (c-Si), byla dlouhá doba: Monokrystalická, pěstovaná metodou Czochralski, nebo multikrystalická, vyráběná směrovým tuhnutím. V poslední době se tradičně vyšší náklady na mono stávají srovnatelnými na bázi $ / W instalované do multi, což vede k významnému růstu podílu mono trhu v roce 2016. Nyní začíná být zajímavé zkoumat různé zásluhy a nedostatky různých typů mono c- Technologie Si.
Mono c-Si buňky mohou být široce rozděleny do dvou kategorií; p-typ a n-typ. Buňky typu P jsou dopovány atomy, které mají o jeden elektron menší, než je křemík, jako je bor, což má za následek pozitivní (p) náboj. Naproti tomu buňky typu N jsou dopovány atomy, které mají ještě jeden elektron než křemík, což je činí zápornými (n). Zatímco buňky typu n nabízejí vyšší účinnost než buňky typu p, jsou dražší (Lai, Lee, Lin, Chuang, Li, & Wang, 2016).
Hlavní problém, s nímž se výrobci buněk potýkají při prodeji buněk typu p-c-Si, je degradace vyvolaná světlem (LID). LID je jev, který vede k degradaci životnosti nosiče monokrystalických křemíkových článků typu p během vystavení světlu; životnost menšinového nosiče je ovlivněna světlem, protože nadbytečné nosiče jsou vstřikovány do buňky (Walter, Pernau, & Schmidt, 2016). Životnost buňky minoritních nosičů buňky, která je definována jako průměrná doba, kterou může nosič strávit ve vzrušeném stavu po generování elektronových děr před kombinací, určuje účinnost buňky. Buňky s kratší životností minoritních nosičů budou obvykle méně účinné než buňky s dlouhou životností.
Materiály typu n pro proces výroby solárních článků vyžadují ve srovnání se solárními články vyrobenými na substrátech typu p určité dodatečné kroky. Substráty typu p mají ve skutečnosti určité výhody, pokud jde o zpracování solárních článků, jako je například pohodlí fosforového vstřikování, což napomáhá zlepšení účinnosti buněk, konkrétně pro mc-Si oplatky. Tvorba emitorů v případě substrátů typu n musí být prováděna procesem difúze boru, který vyžaduje vyšší teploty ve srovnání s difuzí fosforu pro buňky typu p, což činí proces výroby buněk složitější. Kromě toho způsob pro dva oddělené kroky difúze (emitor a BSF) jej činí ještě složitějším a nákladnějším. V průběhu procesu difúze boru je dalším důležitým problémem tvorba bohaté vrstvy s vysokým obsahem (BRL), která je vhodná pro účely getrování, ale degraduje životnost nosiče ve velkém. V poslední době byl vyvinut zvláště účinný způsob odstraňování BRL bez vstřikování nečistot, které by mohly být vstřikovány.
Existuje řada struktur solárních článků s vyšší účinností, které již byly úspěšně implementovány za použití substrátů typu n. Obrázek 1 znázorňuje stručně tyto struktury solárních článků na n-substrátech. Buněčné struktury navržené na substrátech typu n budou stručně diskutovány v předchozích částech. Tyto buněčné struktury mohou být kategorizovány podle technik používaných pro zpracování buněk a jsou popsány následovně: (1) buňky čelního povrchového pole (FSF) Al zadní emitorové buňky (n + np + buňky) mohou mít buď kontakty na frontě nebo na zadní a normálně má fosfor rozptýlený FSF; (2) buňky front-emitor (BSF) na zadním povrchu pole (p + nn + buňky) mohou mít také kontakty buď na přední nebo zadní straně a jsou to obvykle bórem dopované zářiče s fosforem dopovaným BSF; (3) iontově implantované buňky emitentů mají emitor vytvořený procesem implantace iontů a mohou být realizovány jak pro přední, tak i zadní kontaktní schémata na strukturách n + np + a p + nn +; (4) heterojekce s vnitřní strukturou tenké vrstvy (HIT).
Obrázek 1: Struktury solárních článků podkladu typu N