Все кристаллические солнечные элементы (моно- и поли) изготовлены с использованием очень тонкой пластины из базового кремния с двумя основными типами: p-тип и n-тип. Кремний «легируется» определенными химическими элементами, чтобы создать положительный (p-тип) или отрицательный (n-тип) заряд.
Кремниевые элементы N-типа более дороги в изготовлении, но предлагают более высокую производительность и более низкую скорость разрушения под действием света, а также улучшенный температурный коэффициент.
Химические элементы, используемые для легирования, представляют собой фосфор, который создает положительный заряд, и бор, который приводит к отрицательному заряду. В зависимости от типа конструкции ячейки в качестве основы или «подложки» ячейки используется легированный кремний n-типа или p-типа. Подавляющее большинство как моно-, так и поли- ячеек, используемых сегодня, используют р-тип, который имеет основу из легированного бором кремния.
N-тип — отрицательно заряженный кремний, легированный фосфором
P-тип — положительно заряженный кремний, легированный бором
Оба типа ячеек используют комбинацию кремния p и n-типа, которые вместе образуют pn-переход, который является фундаментальным для функции солнечного элемента. Разница заключается в том, что в ячейках p-типа в качестве основы используется кремний, легированный бором, вместе с ультратонким слоем кремния n-типа, тогда как в ячейках n- типа используется кремниевая основа n-типа с тонким слоем p- типа.
P- тип
Кремний p-типа и n-типа объединяются и образуют так называемый pn-переход . Соединение создает электрическое поле, которое обеспечивает поток электронов, когда солнечное излучение проходит через ячейку. Фотоэлектрический эффект — это когда световые фотоны (энергия) освобождают электроны от кремния, создавая поток электричества.
N- тип
Из-за самой природы и состава материала элементы n-типа имеют более высокую производительность благодаря большей устойчивости к примесям и меньшим дефектам, что повышает общую эффективность. Кроме того, ячейки n-типа имеют более высокую температурную устойчивость по сравнению с ячейками как моно, так и поли-p-типа. Что еще более важно, ячейки n-типа не страдают от проблем LID из-за бор-кислородных дефектов, которые являются общей проблемой ячеек p-типа, легированными бором.
Преймущества
Конструкция ячеек n-типа является более дорогой, поскольку она использует так называемый процесс диффузии бора для добавления тонкого «эмиттерного» слоя р-типа. Этот процесс диффузии является более сложным и требует более высоких температур по сравнению с процессом диффузии фосфора в ячейке р-типа. Хотя элементы n-типа являются более дорогостоящими для производства базового кремния n-типа, они имеют гораздо более высокую чистоту, что обеспечивает более высокую эффективность, меньшие потери и намного меньшую деградацию с течением времени, что приводит к более высокой генерации и производительности, что улучшает срок окупаемости.