Laskimen aurinkokennot vangitsevat aurinkoenergian ja muuntavat sen sähköenergiaksi laskimen nestekidenäytön virran saamiseksi. Näiden aurinkokennojen materiaali on kiteistä piitä. Pii on melko yleinen elementti maapallolla - esimerkiksi rantahiekka on valmistettu piiyhdisteistä. Piin puhdistaminen on kuitenkin vaikeaa, ja siksi se ei ole halpaa, vaikka sitä onkin niin paljon maankuoressa.
Dopoitu pii
Laskimen aurinkokennojen pii ei ole puhdasta, koska se on seostettu tai kemiallisesti käsitelty tiettyjen epäpuhtauksien lisäämiseksi. Dopoitua piitä, jolla on ylimääräisiä elektroneja, kutsutaan N-tyypiksi, kun taas seostettua piitä, josta puuttuu elektroneja, kutsutaan P-tyypiksi. N-tyypin pii sisältää tyypillisesti lisättyä antimonia, arseenia tai fosforia, kun taas P-tyypin pii sisältää tyypillisesti booria, alumiinia tai galliumia. Piin käsittely fosfiinikaasulla tai PH3: lla lisää fosforia N-tyyppisen piin valmistamiseksi, kun taas diboraanikaasu tai B2H6 lisää booria P-tyyppisen piin valmistamiseksi.
Operaatio
Laskimen aurinkokennoissa on N-tyypin piikerros P-tyypin piikerroksen vieressä. Osa N-tyypin kerroksen ylimääräisistä elektroneista virtaa P-tyyppiseen kerrokseen, jättäen jokaiselle kerrokselle nettovarauksen. Tämä nettovaraus molemmissa kerroksissa luo sähkökentän. Kun valo iskee aurinkokennoon, se syrjäyttää elektronin, mikä häiritsee tasapainoa P-tyypin N-tyypin rajalla. Rajalla olevan sähkökentän ansiosta virta voi kulkea vain yhdellä tavalla, ja vapautunut elektroni pääsee siis kulkemaan laskimen langan piirin ympäri ja suorittamaan työtä matkalla.
Puhdistus
Maan pii löytyy yleensä yhdistettynä hapen kanssa, ja hapen poistaminen on vaikeaa. Valmistajat ottavat yleensä kvartsiksi kutsutun mineraalin ja paistavat sen uunissa yhdessä puhtaan hiilen kanssa. Seuraavaksi he reagoivat tuotteen kloorin kanssa piitetrakloridin valmistamiseksi. Tämän yhdistäminen vedyn kanssa johtaa epäpuhtaaseen piiin ja suolahappoon sivutuotteena. Jäljellä olevat epäpuhtaudet poistetaan sulatusprosessilla, jota kutsutaan vyöhykkeen puhdistukseksi.
Vaihtoehtoinen menetelmä sulkee silaanikaasun tai SiH4: n sähkökipinällä, jolloin saadaan sekä pii- että vetykaasua. Tätä prosessia käytetään niin sanotun amorfisen piin valmistamiseen, jolla on erilainen rakenne kuin kiteisessä muodossa.
Huomioita
Laskimen kaltaisten aurinkokennojen hyötysuhde on tyypillisesti noin 15 prosenttia. Suurella osalla solua iskemästä valosta on joko liian vähän tai liikaa energiaa elektronien irtoamiseksi ja virran luomiseksi. Joskus, vaikka valolla olisi oikea määrä energiaa, elektroni, jonka se irtoaa, yhdistyy rekombinanttien kanssa "reiällä" ja energia hukkaan lämpönä. Lopuksi osa valosta heijastuu piin pinnalta, minkä vuoksi solut näyttävät hieman kiiltäviltä, kun pidät niitä oikeassa kulmassa valoa vastaan.