Perbincangan dalam industri solar PV tentang teknologi silikon kristal (c-Si) dominan telah lama: Monocrystalline, ditanam melalui kaedah Czochralski, atau Multicrystalline, dihasilkan melalui pemejalan arah. Baru-baru ini, mono kos tradisional yang lebih tinggi telah menjadi setanding dengan $ / W yang dipasang untuk multi, yang membawa kepada pertumbuhan yang ketara dalam pasaran mono pada 2016. Sekarang ia mula menjadi menarik untuk meneliti merit dan kelemahan yang berbeza dari pelbagai jenis mono c- Teknologi Si.
Sel Mono c-Si boleh dibahagikan kepada dua kategori; p-jenis dan n-jenis. Sel-P jenis doped dengan atom-atom yang mempunyai satu elektron kurang yang silikon, seperti boron, menghasilkan caj positif (p). Sel-N jenis, sebaliknya, dihidupkan dengan atom yang mempunyai satu elektron lagi daripada silikon, menjadikannya negatif (n). Selagi n-jenis sel menawarkan potensi kecekapan yang lebih tinggi daripada sel-sel p-jenis, mereka lebih mahal (Lai, Lee, Lin, Chuang, Li, & Wang, 2016).
Isu utama yang dihadapi oleh pengeluar sel apabila cuba menjual sel p-jenis c-Si adalah penurunan degradasi cahaya (LID). LID adalah satu fenomena yang membawa kepada kemerosotan jangka hayat pembawa sel silikon p-jenis monocrystalline semasa pendedahan kepada cahaya; Hayat pembawa minoriti dipengaruhi oleh cahaya kerana pembawa berlebihan disuntik ke dalam sel (Walter, Pernau, & Schmidt, 2016). Hayat pembawa minoriti sel, yang ditakrifkan sebagai masa purata pembawa boleh menghabiskan dalam keadaan teruja selepas penjanaan lubang elektron sebelum gabungan, menentukan kecekapan sel. Sel-sel dengan jangka hayat pengangkut minoriti yang lebih pendek biasanya akan kurang berkesan daripada sel-sel dengan jangka hayat yang panjang.
Bahan n-jenis untuk proses fabrikasi sel solar menuntut beberapa langkah tambahan berbanding dengan sel solar yang dibuat pada substrat p-jenis. Malah, substrat p-jenis mempunyai kelebihan dari segi pemprosesan sel suria, seperti kemudahan fosforus gettering, yang membantu peningkatan kecekapan sel, khusus untuk wafer mc-Si. Pembentukan emitter dalam hal substrat n-jenis perlu dilakukan melalui proses difusi boron, yang memerlukan suhu lebih tinggi dibandingkan dengan difusi fosfor untuk sel-sel p, yang menjadikan proses fabrikasi sel lebih rumit. Selain itu, proses untuk dua langkah penyebaran (emitter dan BSF) yang berasingan menjadikannya lebih rumit dan mahal. Semasa proses penyebaran boron, satu lagi isu penting adalah pembentukan lapisan kaya yang dilahirkan (BRL) yang baik untuk tujuan gettering tetapi merendahkan hayat pembawa secara pukal. Baru-baru ini, kaedah yang berkesan untuk menghapus BRL tanpa suntikan kekotoran getter telah dibangunkan.
Terdapat beberapa struktur sel solar dengan kecekapan yang lebih tinggi yang telah berjaya dilaksanakan menggunakan substrat n-jenis. Rajah 1 menggambarkan struktur sel suria pada substrat n-jenis secara ringkas. Struktur sel yang dirancang pada substrat n-jenis akan dibincangkan secara ringkas di bahagian-bahagian sebelumnya. Struktur sel ini boleh dikategorikan mengikut teknik yang digunakan untuk pemprosesan sel dan digambarkan seperti berikut: (1) Medan permukaan depan (FSF) Al sel pemancar belakang (n + np + sel) boleh mempunyai hubungan di hadapan atau di belakang dan biasanya mempunyai fosfor tersebar FSF; (2) sel-depan penghantar medan permukaan belakang (BSF) (p + nn + sel) juga boleh mempunyai kenalan sama ada di hadapan atau belakang dan biasanya pemancar boron-doped dengan BSF fosforus-doping; (3) sel pemancar yang diimplankan ion mempunyai pemancar yang terbentuk oleh proses implant ion dan dapat direalisasikan untuk skema hubungan depan dan belakang pada n + np + dan p + nn + struktur; (4) heterojunction dengan struktur sel nipis intrinsik (HIT).
Rajah 1: N jenis substrat struktur sel solar
