La indústria fotovoltaica sobre la qual es domina la tecnologia de silici cristal·lí (c-Si) ha estat molt discutida: monocristal·lina, cultivada a través del mètode Czochralski o multicristal, fabricada mitjançant solidificació direccional. Recentment, els costos mono tradicionalment més elevats s'estan convertint en comparables a una base de $ / W instal·lada a multi, el que suposa un creixement significatiu de la quota de mercat mono al 2016. Tecnologia Si.
Les cèl·lules mono-c-Si es poden dividir en dues categories; p-type i n-type. Les cèl·lules de tipus P estan dopades amb àtoms que tenen un electró menys que el silici, com el bor, donant lloc a una càrrega positiva (p). D'altra banda, les cèl·lules de tipus N són dopades amb àtoms que tenen un electró més que el silici, fent-los negatius (n). Mentre que les cèl·lules de tipus n ofereixen un potencial d’eficiència més alt que les cèl·lules de tipus p, són més costoses (Lai, Lee, Lin, Chuang, Li i Wang, 2016).
El principal problema a què s'enfronten els fabricants de cèl·lules quan es tracta de vendre cèl·lules c-Si de tipus p és la degradació induïda per la llum (LID). La LID és un fenomen que condueix a la degradació de la vida de portador de les cèl·lules de silici monocristal de tipus p durant l'exposició a la llum; la vida de la portadora minoritària es veu afectada per la llum ja que s'injecten excedents portadors a la cèl·lula (Walter, Pernau i Schmidt, 2016). La vida útil de la portadora minoritària d'una cèl·lula, que es defineix com el temps mig que un transportista pot gastar en un estat excitat després de la generació de forats electrònics abans de la combinació, determina l'eficiència de la cèl·lula. Les cèl·lules amb durades menors del transportista minoritari normalment seran menys eficaces que les cèl·lules amb llargues vides.
Els materials de tipus n per al procés de fabricació de cèl·lules solars exigeixen un pas addicional en comparació amb les cèl·lules solars fabricades en substrats de tipus p. De fet, els substrats de tipus p tenen alguns avantatges pel que fa al processament de cèl·lules solars, com ara la comoditat de la recuperació de fòsfor, que ajuda a millorar l'eficiència cel·lular, específicament per a les hòsties de mc-si. La formació d’emissors en el cas de substrats de tipus n s'ha de fer a través del procés de difusió del bor, que requereix temperatures més altes en comparació amb la difusió de fòsfor per a cèl·lules de tipus p, la qual cosa fa que el procés de fabricació de cèl·lules sigui més complex. A més, el procés per a dos passos de difusió separats (emissor i BSF) el fa encara més complicat i costós. Durant el procés de difusió del bor, una altra qüestió important és la formació de la capa rica en naixement (BRL) que és bona per a l'objectiu de recuperació, però que degrada la vida útil de la portadora a granel. Recentment, s'ha desenvolupat un mètode especialment eficaç per eliminar la BRL sense la injecció d’impureses gettering.
Hi ha diverses estructures de cèl·lules solars amb una major eficiència que ja s'han implementat amb èxit utilitzant substrats de tipus n. La figura 1 il·lustra breument aquestes estructures de cèl·lules solars en substrats de tipus n. Les estructures cel·lulars dissenyades sobre substrats de tipus n es discutiran breument a les seccions anteriors. Aquestes estructures cel·lulars es poden categoritzar segons les tècniques utilitzades per al processament cel·lular i es descriuen de la manera següent: (1) camp de la superfície frontal (FSF) Les cèl·lules posteriors (n + np +) poden tenir els contactes al davant o la part posterior i normalment té FSF difós de fòsfor; (2) les cèl·lules emissores del camp de la superfície posterior (BSF) (cèl·lules p + nn +) també poden tenir els contactes tant a la part davantera com a la posterior i són comunament emissors amb bore dopat amb BSF dopat amb fòsfor; (3) les cèl·lules dels emissors implantats per ions tenen l'emissor format per procés d'implantació ió i es poden realitzar tant per als esquemes de contacte frontal com posterior per a estructures n + np + i p + nn +; (4) heterojuntiu amb estructura cel·lular de capa prima intrínseca (HIT).
Figura 1: Estructures de cèl·lules solars de substrat de tipus N
