מבוא מפורט של תאי שמש סיליקון מונו-גבישיים

סיליקון מונו-גבישי מתייחס להתגבשות הכוללת של חומרי סיליקון בצורה של גבישים בודדים. זהו חומר לייצור חשמל פוטו-וולטאי הנפוץ כיום. תאים סולריים סיליקון מונו-גבישיים הם הטכנולוגיה הבוגרת ביותר מבין תאים סולאריים מבוססי סיליקון. בהשוואה לתאים סולריים סיליקון פול-גבישי וסיליקון אמורפי, הפוטואלקטרי שלהם יעילות ההמרה היא הגבוהה ביותר. ייצור תאי סיליקון חד-גבישיים ביעילות גבוהה מבוסס על חומרי סיליקון חד-גבישיים איכותיים וטכניקות עיבוד בוגרות.
בתאים סולריים סיליקון חד גבישי משתמשים במוטות סיליקון חד גבישיים בטוהר של עד 99.999% כחומרי גלם, מה שגם מייקר את העלות וקשה לשימוש בקנה מידה גדול. על מנת לחסוך בעלויות, נרשמו דרישות החומר של תאי השמש החד-גבישיים המשמשים כיום, וחלקם משתמשים בחומרי הראש והזנב המעובדים על ידי התקני מוליכים למחצה ומבזבזים חומרי סיליקון גבישי יחיד, או מייצרים סיליקון חד-גבישי עבור תאים סולאריים לאחר ציור מורכב. טכנולוגיית מרקם פרוסות סיליקון מונו-גבישיות היא אמצעי יעיל להפחתת אובדן האור ולשיפור יעילות התא.
על מנת להפחית את עלויות הייצור, תאים סולאריים ליישומי קרקע משתמשים במוטות סיליקון חד-גבישיים בדרגה סולארית, ומחווני הביצועים של החומר הורפו. חלקם יכולים גם להשתמש בחומרי הראש והזנב ולבזבז חומרי סיליקון גבישי יחיד המעובדים על ידי התקני מוליכים למחצה, וליצור מוטות סיליקון גבישי בודדים המוקדשים לתאים סולאריים לאחר שרטוט מחדש. חותכים מוטות סיליקון חד-גבישיים לפרוסות, בדרך כלל בעובי של כ-0.3 מ"מ. פרוסות סיליקון מעובדות לפרוסות סיליקון גולמיות לעיבוד באמצעות תהליכים כגון ליטוש וניקוי.
To process solar cells, it is first necessary to dope and diffuse on the silicon wafer, and the general dopant is a trace amount of boron, phosphorus, antimony, etc. Diffusion is performed in a high temperature diffusion furnace made of quartz tubes. In this way, a P>צומת N נוצר על פרוסת הסיליקון. לאחר מכן השתמשו בשיטת הדפסת המסך, משחת הכסף המוכנה דק מודפסת על פרוסת הסיליקון כדי ליצור את קו הרשת, לאחר סינטרה, האלקטרודה האחורית מיוצרת בו-זמנית, ומקור האנטי-השתקפות מצופה על פני השטח עם קו רשת כדי למנוע מספר רב של פוטונים המשתקפים ממשטח פרוסות סיליקון החלק.
כך נוצרת יריעה מונוליטית של תא סולרי סיליקון חד גבישי. לאחר בדיקה נקודתית ובדיקה, ניתן להרכיב את החלקים הבודדים למודולים של תאים סולאריים (פאנלים של תאים סולאריים) לפי המפרט הנדרש, וליצור מתח פלט וזרם מסוימים על ידי חיבור בסדרה ובמקביל. לבסוף, הוא מוקף עם המסגרת והחומרים. על פי תכנון המערכת, המשתמש יכול ליצור מודולים של תאים סולאריים למערכים מרובעים של תאים סולאריים בגדלים שונים, הידועים גם כמערכי תאים סולאריים. יעילות ההמרה הפוטואלקטרית של תאים סולאריים סיליקון חד גבישי היא כ-15%, ותוצאות המעבדה הן יותר מ-20%.