La recombinación superficial puede tener un impacto importante tanto en la corriente de cortocircuito como en la tensión de circuito abierto. Altas velocidades de recombinación en la superficie superior tienen un impacto particularmente perjudicial sobre la corriente de cortocircuito puesto que la superficie superior también corresponde a la región de más alta generación de los portadores en la célula solar. La reducción de la recombinación en la superficie superior se lleva a cabo típicamente reduciendo el número de enlaces de silicio colgantes en la superficie superior usando una capa de "pasivación" sobre esa superficie. La mayoría de la industria electrónica se basa en el uso de una capa de dióxido de silicio producida térmicamente para pasivar la superficie debido a los bajos defectos en la interfaz 1. Para células solares comerciales, se usan habitualmente capas dieléctricas tales como nitruro de silicio.
Técnicas para reducir el impacto de la recombinación superficial.
Since the passivating layer for silicon solar cells is usually an insulator, any region which has an ohmic metal contact cannot be passivated using silicon dioxide. Instead, under the top contacts the effect of the surface recombination can be minimised by increasing the doping. While typically such a high doping severely degrades the diffusion length, the contact regions do not participate in carrier generation and hence the impact on carrier collection is unimportant. In addition, in cases where a high recombination surface is close to the junction, the lowest recombination option is to increase the doping as high as possible.
Campo superficial posterior
Se emplea un efecto similar en la superficie trasera para minimizar el impacto de la velocidad de recombinación de la superficie trasera en el voltaje y la corriente si la superficie posterior está más próxima que a una longitud de difusión de la unión. Un "campo superficial posterior" (BSF) consiste en una región dopada más alta en la superficie trasera de la célula solar. La interfaz entre la región dopada alta y la bajamente se comporta como una unión p-n y se forma un campo eléctrico en la interfaz que introduce una barrera al flujo de portadores minoritarios a la superficie trasera. La concentración de portadores minoritarios se mantiene así en niveles más altos en el volumen del dispositivo y el BSF tiene un efecto neto de pasivación de la superficie posterior.2
- 1. , «Calculation of surface generation and recombination velocities at the Si-SiO2 interface», Journal of Applied Physics, vol. 58, p. 4267, 1985.
- 2. , «Physical operation of back-surface-field silicon solar cells», IEEE Transactions on Electron Devices, vol. 24, pp. 322 - 325, 1977.
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