Przedstawiamy fosfor
Proces „domieszkowania” wprowadza atom innego pierwiastka do kryształu krzemu, aby zmienić jego właściwości elektryczne. Domieszka ma trzy lub pięć elektronów walencyjnych, w przeciwieństwie do czterech krzemu. Atomy fosforu, które mają pięć elektronów walencyjnych, są stosowane do domieszkowania krzemu typu n (fosfor zapewnia jego piąty, wolny, elektron).
ZA fosfor atom zajmuje to samo miejsce w sieci krystalicznej, która była wcześniej zajmowana przez atom krzemu, który zastąpił. Cztery z elektronów walencyjnych przejmują obowiązki wiązania czterech krzemowych elektronów walencyjnych, które zastąpiły. Ale piąty elektron walencyjny pozostaje wolny, bez zobowiązań związanych. Gdy wiele atomów fosforu zastępuje krzem w krysztale, dostępnych jest wiele wolnych elektronów. Zastąpienie atomu fosforu (pięcioma elektronami walencyjnymi) atomem krzemu w krysztale krzemu pozostawia dodatkowy, niezwiązany elektron, który względnie swobodnie porusza się po krysztale.
Najczęstszą metodą domieszkowania jest pokrycie wierzchu warstwy krzemu fosforem, a następnie podgrzanie powierzchni. Pozwala to atomom fosforu przenikać do krzemu. Następnie obniża się temperaturę, aby szybkość dyfuzji spadła do zera. Inne metody wprowadzania fosforu do krzemu obejmują dyfuzję gazową, ciekłą domieszkę proces natryskiwania i technika, w której jony fosforu są precyzyjnie wbijane w powierzchnię krzem.
Przedstawiamy bor
Oczywiście krzem typu n nie może tworzyć pole elektryczne samodzielnie; Konieczne jest również zmodyfikowanie krzemu, aby uzyskać przeciwne właściwości elektryczne. Tak więc bor, który ma trzy elektrony walencyjne, jest używany do domieszkowania krzemu typu p. Bor jest wprowadzany podczas przetwarzania krzemu, gdzie krzem jest oczyszczany do zastosowania w urządzeniach PV. Gdy atom boru przyjmuje pozycję w sieci krystalicznej poprzednio zajmowanej przez atom krzemu, w wiązaniu brakuje elektronu (innymi słowy dodatkowa dziura). Zastąpienie atomu boru (trzema elektronami walencyjnymi) atomem krzemu w krysztale krzemu pozostawia otwór (wiązanie pozbawione elektronu), który może stosunkowo swobodnie poruszać się wokół kryształu.
Inny materiały półprzewodnikowe.
Podobnie jak krzem, wszystkie materiały fotowoltaiczne muszą być wykonane w konfiguracje typu p i typu n, aby wytworzyć niezbędne pole elektryczne, które charakteryzuje ogniwo fotowoltaiczne. Ale robi się to na wiele różnych sposobów, w zależności od właściwości materiału. Na przykład unikalna struktura bezpostaciowego krzemu powoduje, że niezbędna jest warstwa wewnętrzna lub „warstwa i”. Ta niedomieszkowana warstwa amorficznego krzemu mieści się między warstwami typu n i typu p, tworząc tak zwany projekt „p-i-n”.
Cienkie warstewki polikrystaliczne, takie jak dislenek miedziowo-indowy (CuInSe2) i tellurki kadmu (CdTe), stanowią doskonałą obietnicę dla ogniw PV. Ale tych materiałów nie można po prostu domieszkować, aby utworzyć warstwy n i p. Zamiast tego do utworzenia tych warstw stosuje się warstwy różnych materiałów. Na przykład warstwa „okienkowa” siarczku kadmu lub innego podobnego materiału jest wykorzystywana do zapewnienia dodatkowych elektronów niezbędnych do nadania mu typu n. CuInSe2 może sam być wykonany jako typ p, podczas gdy CdTe korzysta z warstwy typu p wykonanej z materiału takiego jak tellurek cynku (ZnTe).
Arsenek galu (GaAs) jest podobnie modyfikowany, zwykle indem, fosforem lub aluminium, w celu wytworzenia szerokiej gamy materiałów typu n i p.