إدخال الفوسفور
تقدم عملية "المنشطات" ذرة عنصر آخر في بلورة السيليكون لتغيير خصائصه الكهربائية. يحتوي الدوبت إما على ثلاثة أو خمسة إلكترونات تكافؤ ، على عكس إلكترونات السيليكون الأربعة. تستخدم ذرات الفوسفور ، التي تحتوي على خمسة إلكترونات تكافؤ ، لتعاطي السيليكون من النوع n (يوفر الفوسفور إلكترونه الخامس الحر).
أ الفسفور تحتل الذرة نفس المكان في الشبكة البلورية التي كانت تشغلها سابقًا ذرة السيليكون التي استبدلت. تتولى أربعة من إلكترونات التكافؤ الخاصة بها مسؤوليات الترابط لإلكترونات تكافؤ السيليكون الأربعة التي استبدلتها. لكن إلكترون التكافؤ الخامس يبقى حرًا ، دون مسؤوليات ربط. عندما يتم استبدال العديد من ذرات الفوسفور للسيليكون في بلورة ، تصبح العديد من الإلكترونات الحرة متاحة. استبدال ذرة الفوسفور (مع خمسة إلكترونات تكافؤ) لذرة السليكون في بلورة السيليكون يترك إلكترونًا إضافيًا غير موصل مجاني نسبيًا للتنقل حول البلورة.
الطريقة الأكثر شيوعًا لتعاطي المنشطات هي تغطية الجزء العلوي من طبقة السليكون بالفوسفور ثم تسخين السطح. هذا يسمح لذرات الفوسفور بالانتشار في السيليكون. ثم تنخفض درجة الحرارة بحيث ينخفض معدل الانتشار إلى الصفر. تشمل الطرق الأخرى لإدخال الفوسفور إلى السيليكون الانتشار الغازي ، وهو مادة سائلة عملية الرش ، وهي تقنية يتم فيها دفع أيونات الفوسفور بدقة إلى سطح السيليكون.
إدخال البورون
بالطبع ، لا يمكن أن يشكل السيليكون من النوع n الحقل الكهربائي بنفسها؛ من الضروري أيضًا تغيير بعض السليكون للحصول على الخصائص الكهربائية المعاكسة. إذن ، إنه البورون ، الذي يحتوي على ثلاثة إلكترونات تكافؤ ، يستخدم لتعاطي السيليكون من النوع p. يتم تقديم البورون أثناء معالجة السليكون ، حيث يتم تنقية السيليكون للاستخدام في الأجهزة الكهروضوئية. عندما تفترض ذرة البورون موقعًا في الشبكة البلورية التي كانت مشغولة سابقًا بذرة السيليكون ، فهناك رابطة تفتقد إلكترونًا (بعبارة أخرى ، ثقب إضافي). استبدال ذرة البورون (مع ثلاثة إلكترونات تكافؤ) لذرة السيليكون في بلورة السيليكون يترك حفرة (رابطة تفتقد إلكترون) تكون حرة نسبيًا في التحرك حول البلورة.
آخر مواد أشباه الموصلات.
مثل السيليكون ، يجب تحويل جميع المواد الكهروضوئية إلى تكوينات من النوع p والنوع لإنشاء المجال الكهربائي الضروري الذي يميز خلية PV. ولكن يتم ذلك بعدد من الطرق المختلفة اعتمادًا على خصائص المادة. على سبيل المثال ، تجعل البنية الفريدة للسيليكون غير المتبلور طبقة أساسية أو "طبقة" ضرورية. تتناسب هذه الطبقة غير المسطحة من السليكون غير المتبلور بين الطبقتين من النوع n و p لتشكل ما يسمى بتصميم "p-i-n".
تُظهر الأغشية الرقيقة متعددة الكريستالات مثل ديسلينيد إنديوم النحاس (CuInSe2) و تيلوريد الكادميوم (CdTe) واعدة كبيرة للخلايا الكهروضوئية. لكن هذه المواد لا يمكن أن تكون مخدرة ببساطة لتشكيل طبقات n و p. بدلاً من ذلك ، يتم استخدام طبقات من مواد مختلفة لتشكيل هذه الطبقات. على سبيل المثال ، يتم استخدام طبقة "نافذة" من كبريتيد الكادميوم أو مادة أخرى مماثلة لتوفير الإلكترونات الإضافية اللازمة لجعلها من النوع n. يمكن صنع CuInSe2 في حد ذاته من النوع p ، في حين أن CdTe يستفيد من طبقة من النوع p مصنوعة من مادة مثل تيلوريد الزنك (ZnTe).
يتم تعديل زرنيخيد الغاليوم (GaAs) بالمثل ، عادة باستخدام الإنديوم أو الفوسفور أو الألومنيوم ، لإنتاج مجموعة واسعة من المواد من النوع n و p.