- Tutte le tecnologie cellulari avanzate differiscono principalmente in termini di passivazione shceme
- Ci sono due metodi coinvolti nella passivazione: passivazione ad effetto di campo e passivazione chimica
- Mentre la passivazione chimica si occupa di saturare i legami penzolanti, la passivazione ad effetto di campo si occupa di creare un campo elettrico vicino alla superficie per respingere i portatori di carica della stessa polarità
Tutte le tecnologie avanzate delle celle solari hanno una struttura cellulare diversa e seguono un flusso di processo abbastanza diverso. Tuttavia, da una prospettiva più ampia, lo schema di passivazione è l'elemento chiave di differenziazione per tutte queste tecnologie cellulari ad alta efficienza. La modifica del processo di metallizzazione in base alla configurazione di passivazione è un'altra parte importante dell'implementazione di tutte queste tecnologie avanzate delle celle. Di seguito è riportato un breve riassunto delle basi della passivazione.
Fondamenti di passivazione
Il wafer di silicio, la materia prima di base, presenta ancora difetti intrinseci al momento dell'ingresso in una linea cellulare. I più importanti sono i difetti superficiali derivanti dal processo fondamentale di affettare i wafer da un lingotto che causano interruzioni di un reticolo cristallino su entrambe le superfici del wafer. Queste interruzioni nella disposizione periodica degli atomi di silicio danno luogo ai cosiddetti legami penzolanti, che funzionano come centri di ricombinazione. La passivazione è un processo in cui questi difetti vengono resi inattivi per ridurre la ricombinazione superficiale dei portatori di carica, salvaguardando l'efficienza della cella.
Esistono due metodi complementari di passivazione: a) riducendo fortemente i portatori di carica di una polarità che raggiungono la superficie e b) riducendo lo stato dell'interfaccia saturando i legami penzolanti. Quest'ultimo può essere realizzato, ancora, in due modi. Uno consiste semplicemente nel saturare i legami penzolanti sulla superficie fornendo condizioni adeguate per far crescere uno strato superficiale che consenta agli atomi di ottenere tempo ed energia sufficienti per raggiungere livelli di energia ottimali per saturare questi legami penzolanti. In alternativa, si può depositare un film dielettrico ricco di idrogeno che rilascia idrogeno nelle successive fasi di cottura. L'idrogeno libero occupa i siti vuoti di legami penzolanti, pacificandoli in tal modo. Questo metodo è chiamato passivazione chimica.
Esiste un altro meccanismo chiamato passivazione ad effetto di campo, che comporta la creazione di un campo elettrico vicino alla superficie in grado di respingere i portatori di carica di polarità simile. Può essere ottenuto per mezzo della densità di drogante discendente da un'elevata concentrazione superficiale. Inoltre, l'applicazione di uno strato dielettrico con cariche fisse elevate crea anche un gradiente di campo elettrico vicino alla superficie, che fornisce una passivazione ad effetto di campo (vedi grafico). Seguendo questo principio di base, ogni architettura cellulare avanzata presenta uno specifico schema di passivazione.
Fonte da Notizie Taiyang
