Diskussion i sol-PV-industrien om hvilken krystallinsk silicium (c-Si) teknologi er dominerende har været lang tid: Monokrystallinsk, dyrket gennem Czochralski-metoden eller Multikrystallinsk, fremstillet ved retningsstyrkning. For nylig er traditionelt højere omkostninger mono blevet sammenlignelige på en $ / W basis installeret til multi, hvilket fører til en betydelig vækst i mono markedsandel i 2016. Nu begynder det at blive interessant at undersøge de forskellige fordele og mangler ved forskellige typer mono c- Si teknologi.
Mono c-Si celler kan bredt inddeles i to kategorier; p-type og n-type. P-type celler er doteret med atomer, der har en mindre elektron, som silicium, såsom bor, hvilket resulterer i en positiv (p) ladning. N-type celler er derimod doteret med atomer, som har en mere elektron end silicium, hvilket gør dem negative (n). Mens n-type celler tilbyder højere effektivitetspotentiale end p-type celler, er de mere dyre (Lai, Lee, Lin, Chuang, Li, & Wang, 2016).
Det vigtigste problem, som celleproducenterne står over for, når de forsøger at sælge p-type c-Si-celler, er lette inducerede nedbrydning (LID). LID er et fænomen, der fører til nedbrydning af bærerens levetid for monokrystallinske siliciumceller af p-type under eksponering for lys; mindretalstransportørens levetid påvirkes af lyset, da overskydende bærere injiceres i cellen (Walter, Pernau, & Schmidt, 2016). Minoritetsbærerens levetid for en celle, som defineres som den gennemsnitlige tid, en transportør kan bruge i en ophidset tilstand efter generering af elektronhuller før kombinationen, bestemmer effektiviteten af cellen. Celler med kortere mindretals carrier livstider vil normalt være mindre effektive end celler med lange levetider.
N-type materialer til solcellefabrikationsprocessen kræver et ekstra trin i forhold til solceller fremstillet på p-type underlag. Faktisk har p-type substraterne nogle fordele i form af behandling af solceller, såsom bekvemmeligheden af fosfor gettering, hvilket hjælper forbedring i celleffektivitet, specifikt til mc-Si-wafers. Emitterdannelsen i tilfælde af n-type substrater skal udføres via borediffusionsprocessen, hvilket kræver højere temperaturer sammenlignet med fosfordiffusion for p-type celler, hvilket gør celletilvirkningsprocessen mere kompleks. Desuden gør processen til to separate diffusionstrin (emitter og BSF) det endnu mere kompliceret og dyrt. Under borediffusionsprocessen er et andet vigtigt spørgsmål dannelsen af born rich layer (BRL), hvilket er godt for getteringsformålet, men nedbryder bærerens levetid i bulk. For nylig er en særlig effektiv metode til fjernelse af BRL uden injektion af getterings urenheder blevet udviklet.
Der er en række solcelle strukturer med højere effektivitet, der allerede er implementeret med succes ved brug af n-type substrater. Figur 1 illustrerer disse solcellekonstruktioner på n-type substrater kort. Cellestrukturerne designet på n-type substrater vil blive diskuteret kort i de foregående afsnit. Disse cellestrukturer kan kategoriseres i overensstemmelse med de teknikker, der anvendes til cellebehandling, og beskrives som følger: (1) Frontfladefelt (FSF) Al-bagudsenderceller (n + np + celler) kan enten have kontakterne foran eller ved den bageste og normalt har fosfor diffunderet FSF; (2) back-frontfelt (BSF) front-emitterceller (p + nn + celler) kan også have kontakterne enten på forsiden eller bagsiden og er almindeligvis bor-dopede emittere med fosfordoteret BSF; (3) ionimplanterede emitterceller har emitteren dannet ved ionimplantationsprocessen og kan realiseres for både for- og bagkontaktordninger på n + np + og p + nn + strukturer; (4) heterojunction med iboende tyndt lag (HIT) cellestruktur.
Figur 1: N-type substrat solcelle strukturer