Il substrato di una cella solare monocristallina è tipicamente un wafer sottile costituito da un singolo cristallo di silicio di elevata purezza. Questo wafer di silicio funge da materiale fondamentale su cui sono costruiti i vari strati e componenti della cella solare. La scelta di un substrato monocristallino è fondamentale per ottenere un elevato livello di efficienza nella conversione della luce solare in energia elettrica.
Ecco alcuni punti chiave sul substrato delle celle solari monocristalline:
Silicio ad elevata purezza: il substrato è composto da silicio che ha subito un processo di purificazione per rimuovere le impurità, garantendo un elevato livello di purezza. Questo è essenziale per le proprietà semiconduttrici del materiale.
Struttura a cristallo singolo: il silicio utilizzato celle solari monocristalline è un cristallo singolo, il che significa che la sua struttura atomica è altamente ordinata e uniforme in tutto il reticolo cristallino. Ciò è in contrasto con le celle solari policristalline, che sono costituite da più cristalli.
Metodo Czochralski: il cristallo di silicio utilizzato come substrato viene spesso coltivato utilizzando il metodo Czochralski, un processo che prevede l'estrazione lenta di un singolo cristallo da una fusione di silicio fuso. Questo metodo si traduce in un grande lingotto cilindrico da cui vengono tagliati sottili wafer per la produzione di celle solari.
Uniformità: la struttura monocristallina contribuisce all'uniformità del materiale, consentendo proprietà elettriche coerenti su tutto il substrato. Questa uniformità è vantaggiosa per ottenere efficienza e prestazioni elevate nella cella solare.
Spessore: il substrato è in genere un wafer sottile e lo spessore può variare a seconda della progettazione specifica e del processo di produzione. Spesso si preferiscono wafer più sottili per ridurre i costi dei materiali e migliorare la flessibilità.
Il substrato fornisce la base per la creazione degli strati di tipo N e di tipo P, la formazione della giunzione PN e la funzionalità complessiva della cella solare. La struttura monocristallina del substrato è un fattore chiave per le eccellenti proprietà elettriche delle celle solari monocristalline, rendendole uno dei tipi di celle solari più efficienti disponibili.
