Heterojunction solar cell
હેટેરોજંક્શન સોલર સેલ્સ (એચજેટી), જે વિવિધ રીતે સિલિકોન હેટેરોજંક્શન્સ (એસએચજે) અથવા હેટેરોજંક્શન વિથ ઇન્ટ્રિન્સિક થિન લેયર (એચઆઇટી) તરીકે ઓળખાય છે, તે ફોટોવોલ્ટેઇક સેલ ટેકનોલોજીનો એક પરિવાર છે, જે સેમિકન્ડક્ટર્સ વચ્ચે રચાયેલા હેટેરોજંક્શન્સ પર આધારિત છે. તેઓ એક વર્ણસંકર તકનીક છે, જે પરંપરાગત સ્ફટિકીય સૌર કોષોના પાસાઓને પાતળા-ફિલ્મ સૌર કોષો સાથે જોડે છે. સિલિકોન હેટેરોજંક્શન-આધારિત સૌર પેનલ્સ રહેણાંક અને ઉપયોગિતા બજારો માટે વ્યાવસાયિક રીતે મોટા પાયે ઉત્પાદિત થાય છે. 2023 સુધીમાં, સિલિકોન હેટેરોજંક્શન આર્કિટેક્ચર વ્યાપારી કદના સિલિકોન સૌર કોષો માટે સૌથી વધુ કોષ કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે. 2022-2024 માં, SHJ કોષો બજાર હિસ્સામાં એલ્યુમિનિયમ બેક સરફેસ ફિલ્ડ (Al-BSF) સૌર કોષોને પાછળ છોડી PERC/TOPCon (નિષ્ક્રિય ઉત્સર્જક રીઅર સેલ/ટનલ ઓક્સાઇડ નિષ્ક્રિય સંપર્ક) પછી બીજી સૌથી વધુ અપનાવવામાં આવેલી વ્યાવસાયિક સૌર સેલ ટેકનોલોજી બનવાની અપેક્ષા છે, જે 2032 સુધીમાં વધીને લગભગ 20 ટકા થઈ જશે. એસએચજે કોષોમાં સામાન્ય રીતે સક્રિય સ્ફટિકીય સિલિકોન શોષક સબસ્ટ્રેટ હોય છે જે હાઇડ્રોજનયુક્ત આંતરિક આકારહીન સિલિકોન (એ-સીઃ એચ તરીકે સૂચવવામાં આવે છે) અથવા નેનોક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન ("બફર લેયર") ના પાતળા સ્તર દ્વારા નિષ્ક્રિય થાય છે, અને યોગ્ય રીતે ડોપ કરેલા આકારહીન સિલિકોન પસંદગીના સંપર્કોના ઓવરલેયર્સ હોય છે. પસંદગીયુક્ત સંપર્ક સામગ્રી અને શોષકમાં વિવિધ બેન્ડ ગેપ હોય છે, જે હેટેરોજંક્શન બનાવે છે જે પરંપરાગત સૌર કોષોના પી. એન. જંક્શન જેવું જ હોય છે. હેટેરોજંક્શન સૌર કોષોની ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા મોટે ભાગે બફર સ્તરોના ઉત્તમ નિષ્ક્રિયતા ગુણોને આભારી છે, ખાસ કરીને શોષકથી અત્યંત પુનઃસંયોજન-સક્રિય ધાતુ સંપર્કોને અલગ કરવાના સંદર્ભમાં. આંતરિક બફર સ્તરો અસરકારક રીતે બિન-વાહક હોવા છતાં, ચાર્જ વાહકો ફેલાઈ શકે છે કારણ કે જાડાઈ સામાન્ય રીતે 10 એનએમ કરતા ઓછી હોય છે. નિષ્ક્રિય સ્તર માટે ફોટોનના પરોપજીવી શોષણને ઘટાડવા માટે ઊંચું બેન્ડ ગેપ હોવું ફાયદાકારક છે, કારણ કે શોષણ ગુણાંક આંશિક રીતે બેન્ડ ગેપ પર આધારિત છે. તેમની સમપ્રમાણતાવાળી રચનાને કારણે, એસએચજે મોડ્યુલોમાં સામાન્ય રીતે 90 ટકાથી વધુ દ્વિફેશિયાલિટી પરિબળ હોય છે. પાતળા સ્તરો સામાન્ય રીતે તાપમાન પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોવાથી, હેટેરોજંક્શન કોષો નીચા તાપમાનની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા માટે મર્યાદિત હોય છે. આ ઇલેક્ટ્રોડ મેટલાઈઝેશન માટે પડકારો રજૂ કરે છે, કારણ કે લાક્ષણિક સિલ્વર પેસ્ટ સ્ક્રીન પ્રિન્ટિંગ પદ્ધતિમાં 800 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી ફાયરિંગની જરૂર પડે છે; જે મોટાભાગની બફર લેયર સામગ્રી માટે ઉચ્ચ સહિષ્ણુતા કરતા વધારે છે. પરિણામે, ઇલેક્ટ્રોડ નીચા ઉપચાર તાપમાનની ચાંદીની પેસ્ટ, ચાંદી-કોટેડ તાંબાની પેસ્ટ અથવા ઇલેક્ટ્રોપ્લેટેડ તાંબાના બનેલા હોય છે. હેટેરોજંક્શન માળખું અને આકારહીન સિલિકોન સ્તરોની સ્ફટિકીય સિલિકોનને અસરકારક રીતે નિષ્ક્રિય કરવાની ક્ષમતા 1970ના દાયકાથી સારી રીતે દસ્તાવેજીકૃત કરવામાં આવી છે. આકારહીન અને સ્ફટિકીય સિલિકોનનો ઉપયોગ કરતા હેટેરોજંક્શન સૌર કોષો 1983માં 12 ટકાથી વધુ રૂપાંતરણ કાર્યક્ષમતા સાથે વિકસાવવામાં આવ્યા હતા. સાન્યો ઇલેક્ટ્રિક કંપની (હવે પેનાસોનિક ગ્રૂપની પેટાકંપની) એ 1990ના દાયકાની શરૂઆતમાં એ-સી અને એમયુસી-સી આંતરિક સ્તરો સહિત હેટેરોજંક્શન ઉપકરણોને લગતી ઘણી પેટન્ટ દાખલ કરી હતી, જેને "હેટેરોજંક્શન વિથ ઇન્ટ્રિન્સિક થિન-લેયર" (એચઆઇટી) તરીકે ટ્રેડમાર્ક કરવામાં આવી હતી. આંતરિક સ્તરના સમાવેશથી ટ્રેપિંગ સ્ટેટ્સની ઓછી ઘનતા દ્વારા ડોપ્ડ એ-સી હેટેરોજંક્શન સૌર કોષો પર કાર્યક્ષમતામાં નોંધપાત્ર વધારો થયો છે અને ડાર્ક ટનલિંગ લિકેજ પ્રવાહોમાં ઘટાડો થયો છે. 2011માં સાન્યો દ્વારા જારી કરાયેલી પેટન્ટની મુદત પૂરી ન થાય ત્યાં સુધી એસએચજે સૌર કોષોના સંશોધન અને વિકાસને દબાવી દેવામાં આવ્યો હતો, જેનાથી વિવિધ કંપનીઓને વ્યાપારીકરણ માટે એસએચજે ટેકનોલોજી વિકસાવવાની મંજૂરી મળી હતી. 2014માં, 25 ટકાથી વધુ રૂપાંતરણ ક્ષમતા ધરાવતા એચ. આઈ. ટી. કોષો વિકસાવવામાં આવ્યા હતા, જે તે સમયે સિંગલ જંકશન સ્ફટિકીય સિલિકોન કોષો માટે સૌથી વધુ હતા. આ વિક્રમ તાજેતરમાં 2018 માં કનેકા કોર્પોરેશન દ્વારા તોડવામાં આવ્યો હતો, જેણે 26.7% કાર્યક્ષમ મોટા વિસ્તાર ઇન્ટરડિજિટેટેડ બેક કોન્ટેક્ટ (IBC) SHJ સૌર કોષોનું ઉત્પાદન કર્યું હતું, અને ફરીથી 2022 માં લોંગી દ્વારા 26.81% કાર્યક્ષમતા સાથે. 2023 સુધીમાં, મોનોજંક્શન સિલિકોન સૌર કોષો માટે આ સૌથી વધુ નોંધાયેલ કાર્યક્ષમતા છે. હેટેરોજંક્શન મોડ્યુલો 23.89% સુધીની કાર્યક્ષમતા સાથે બનાવવામાં આવ્યા છે. 2023માં, SHJએ મોનોલિથિક ટેન્ડમ કોષોમાં પેરોવ્સ્કાઇટ સાથે મળીને 33.2% પર સૌથી વધુ ડ્યુઅલ જંકશન કોષ કાર્યક્ષમતા પણ નોંધી હતી. એસએચજે સૌર કોષોનું હવે ગીગાવોટ સ્કેલ પર મોટા પાયે ઉત્પાદન કરવામાં આવે છે. વર્ષ 2022માં એસએચજે ઉત્પાદન લાઇનની સ્થાપના અથવા વિસ્તરણ માટે આયોજિત પરિયોજનાઓ કુલ આશરે 350 જીડબલ્યુ/વર્ષ વધારાની ક્ષમતા ધરાવતી હતી. 24 થી વધુ (મોટે ભાગે ચીની) ઉત્પાદકો તેમની હેટેરોજંક્શન ઉત્પાદન ક્ષમતા શરૂ કરી રહ્યા છે અથવા વધારી રહ્યા છે, જેમ કે હુઆસુન, રાઇઝન, જિંગાંગ (ગોલ્ડન ગ્લાસ), લોંગી, મેયર બર્ગર અને ઘણા વધુ. યુટિલિટી સ્કેલ પ્રોજેક્ટ્સ 2022 ની શરૂઆતમાં, બલ્ગેરિયાના પાઝાર્ડઝિક પ્રાંતમાં એપ્રિલ્ત્સી ગામ નજીક બલ્ગેરિયન ઇ. પી. સી. કંપની ઇનરકોમ દ્વારા 150 મેગાવોટનું હેટેરોજંક્શન સોલર ફાર્મ પૂર્ણ કરવામાં આવ્યું હતું-જે તે સમયનું સૌથી મોટું એચજેટી સોલર ફાર્મ હતું, તેમ મોડ્યુલ સપ્લાયર હુઆસુન દ્વારા એક અખબારી યાદીમાં જણાવવામાં આવ્યું છે. 2023 માં, તે જ સપ્લાયરએ ઈનરકોમને એચજેટી મોડ્યુલોના વધુ 1.5 ગીગાવોટ પુરવઠા સોદાની જાહેરાત કરી હતી. કાર્યક્ષમતા કાર્યક્ષમતા અને વોલ્ટેજ એસએચજે પ્રયોગશાળા (વિશ્વ વિક્રમ કાર્યક્ષમતા) અને વ્યાપારી ઉત્પાદન (સરેરાશ કાર્યક્ષમતા) બંનેમાં સ્ફટિકીય સિલિકોન સૌર કોષોમાં સૌથી વધુ કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે. 2023માં, વ્યાપારી એસએચજે કોષો માટેની સરેરાશ કાર્યક્ષમતા 25.0% હતી, જ્યારે એન-પ્રકાર ટીઓપીસીઓએન માટે 24.9% અને પી-પ્રકાર પીઇઆરસી માટે 23.3% હતી. ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા મોટે ભાગે ખૂબ ઊંચા ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટેજને આભારી છે-સતત 700 એમવીથી વધુ-ઉત્તમ સપાટી નિષ્ક્રિયતાના પરિણામે. 2023 થી, પેરોવ્સ્કાઇટ ટેન્ડેમ્સમાં SHJ તળિયાના કોષો પણ 33.2% પર સૌથી વધુ 2-જંકશન કોષ કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે. તેમના બહેતર સપાટીના નિષ્ક્રિયતાને કારણે, હેટેરોજંક્શન કોષો સામાન્ય રીતે અન્ય સિલિકોન સૌર કોષો (જેમ કે ટી. ઓ. પી. સી. એન.) ની તુલનામાં ઓછી ડાયોડ સંતૃપ્તિ વર્તમાન ઘનતા ધરાવે છે, જે ખૂબ ઊંચા ભરણ પરિબળ અને વોલ્ટેજને મંજૂરી આપે છે; અને તેથી ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા રેકોર્ડ કરે છે. દ્વિફેશિયાલિટી એ સૌર કોષની આગળની અથવા પાછળની સપાટી પરથી પ્રકાશ સ્વીકારવાની ક્ષમતાનો ઉલ્લેખ કરે છે. પાછળની સપાટી પરથી પ્રકાશનો સંગ્રહ તૈનાત સૌર એરેમાં ઊર્જાની ઉપજમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરી શકે છે. એસએચજે કોષોનું ઉત્પાદન બંને બાજુ વાહક એઆરસી સાથે કરી શકાય છે, જે પાછળના ગ્રીડવાળા પીઇઆરસી કોષો માટે <આઇડી1> ની સરખામણીમાં 90 ટકાથી ઉપરના દ્વિ-ચહેરાના પરિબળને મંજૂરી આપે છે. બાયફેસિયલ સોલર મોડ્યુલો 2032 સુધીમાં મોનોફેસિયલ મોડ્યુલો પર તેમનો બજાર હિસ્સો નોંધપાત્ર રીતે વધારીને 85 ટકા થવાની અપેક્ષા છે. જીવનકાળ તેમની ઉચ્ચ દ્વિમાર્ગીયતાના આધારે, સિલિકોન હેટેરોજંક્શન મોડ્યુલો અન્ય કોષ તકનીકોની તુલનામાં કાચ-કાચ મોડ્યુલ ડિઝાઇનના વધુ લાભોનો ઉપયોગ કરી શકે છે. ઇ. પી. ઇ. એન્કેપ્સ્યુલન્ટનો ઉપયોગ કરતા ગ્લાસ-ગ્લાસ મોડ્યુલો પાણીના પ્રવેશને રોકવામાં ખાસ કરીને અસરકારક છે, જે પી. વી. મોડ્યુલોમાં કામગીરીમાં ઘટાડાનું નોંધપાત્ર કારણ છે. જ્યારે યોગ્ય મોડ્યુલ એન્કેપ્સ્યુલન્ટ સાથે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ગ્લાસ-ગ્લાસ એસએચજે મોડ્યુલ સામાન્ય રીતે 30 વર્ષથી વધુની કાર્યકારી આયુષ્ય ધરાવે તેવી અપેક્ષા રાખવામાં આવે છે; જે ગ્લાસ-પોલિમર ફોઇલ બેકશીટ (2023 સુધીમાં સૌથી વધુ બજારહિસ્સો ધરાવતી મોડ્યુલ ટેકનોલોજી) કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધુ લાંબી હોય છે. ગ્લાસ-ગ્લાસ મોડ્યુલો ગ્લાસ-બેકશીટ મોડ્યુલો કરતાં ભારે હોય છે, જો કે ટેમ્પર્ડ ગ્લાસ તકનીકો અને મોડ્યુલ ડિઝાઇનમાં સુધારાને કારણે, કાચની જાડાઈ (અને તેથી વજન) ઘટવાની અપેક્ષા છે, જેમાં 2030ના દાયકામાં મુખ્ય પ્રવાહ 3.2 મીમીથી 2 મીમી કે તેથી ઓછું તરફ વળશે. પરિણામે, આઈ. ટી. આર. પી. વી. (2023) અનુસાર 2020ના દાયકાના મધ્યમાં ગ્લાસ-ગ્લાસ મોડ્યુલો પ્રબળ પી. વી. ટેકનોલોજી બનવાની અપેક્ષા છે. ઉદાહરણ તરીકે, 30 વર્ષના 93 ટકાના પ્રદર્શન સાથે યુટિલિટી સ્કેલ 680 ડબલ્યુ હેટેરોજંક્શન મોડ્યુલોની જાહેરાત એનેલ દ્વારા 2022માં કરવામાં આવી હતી. તાપમાન ગુણાંક તાપમાન સાથે સૌર મોડ્યુલની ઉત્પાદન શક્તિ કેવી રીતે બદલાય છે તેનો સંદર્ભ આપે છે. સામાન્ય રીતે, સૌર મોડ્યુલો ઊંચા તાપમાને ઉત્પાદન શક્તિ અને કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો જુએ છે. પ્રયોગશાળાના પરીક્ષણ અને સપ્લાયર ડેટાશીટ સર્વેક્ષણોમાંથી, એસએચજે કોષો સાથે બનેલા મોડ્યુલો સતત સમાન અથવા નીચલા તાપમાન ગુણાંકને માપે છે (એટલે કે. કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો ઓછો ગંભીર છે) અલ-બી. એસ. એફ., પી. ઈ. આર. સી., પી. ઈ. આર. ટી. અને હાઇબ્રિડ પી. ઈ. આર. ટી./રીઅર-હેટરોજંક્શન સૌર કોષોની સરખામણીમાં. આ ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટેજ, મહત્તમ પાવર પોઇન્ટ પાવર, શોર્ટ સર્કિટ કરંટ અને ફિલ ફેક્ટર સહિત અનેક પરિમાણોને લાગુ પડે છે. જેમ માર્ટિન ગ્રીન દ્વારા 1982માં નોંધવામાં આવ્યું હતું તેમ, સૌર કોષોની તાપમાન સંવેદનશીલતા શોષક બેન્ડ ગેપ ક્ષમતાની તુલનામાં ઉચ્ચ ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટેજ સાથે વિપરિત રીતે સંકળાયેલી છે; "જેમ જેમ સિલિકોન સૌર કોષોના ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટેજમાં સુધારો થતો રહે છે, એક પરિણામી ફાયદો, જેની વ્યાપક પ્રશંસા કરવામાં આવતી નથી, તે ઉપકરણની કામગીરીની તાપમાન સંવેદનશીલતામાં ઘટાડો છે". આમ એસએચજે કોષોની નીચી તાપમાન સંવેદનશીલતાને સારી રીતે નિષ્ક્રિય સંપર્કોના ઉચ્ચ તાપમાનને આભારી છે. ઉત્પાદન ઊર્જા વપરાશ એસએચજે ઉત્પાદન લાઇનો મૂળભૂત રીતે ઉચ્ચ તાપમાનના સાધનોનો ઉપયોગ કરતી નથી જેમ કે પ્રસરણ અથવા ધાતુની પેસ્ટ ક્યુરિંગ ભઠ્ઠીઓ, અને સરેરાશ બનાવટી કોષોના વોટ દીઠ ઓછો વીજ વપરાશ ધરાવે છે. ચાઇના પી. વી. ઇન્ડસ્ટ્રી ડેવલપમેન્ટ રોડમેપ અનુસાર, 2022માં એન-પ્રકારની હેટેરોજંક્શન સેલ લાઇનોનો સરેરાશ વીજળી વપરાશ 47,000 કેડબલ્યુએચ/એમડબલ્યુ હતો, જ્યારે પી-પ્રકારની પીઇઆરસી ઉત્પાદન લાઇનોનો વપરાશ લગભગ 53,000 કેડબલ્યુએચ/એમડબલ્યુ અને એન-પ્રકારની ટીઓપીસીઓએન માટે લગભગ 56,000 કેડબલ્યુએચ/એમડબલ્યુ હતો. એવો અંદાજ છે કે 2030 સુધીમાં એન-પ્રકારનાં હેટેરોજંક્શન, પી-પ્રકારનાં પીઇઆરસી અને એન-પ્રકારનાં ટીઓપીસીઓન સેલ ઉત્પાદન લાઇનોનો વીજ વપરાશ ઘટીને અનુક્રમે 34,000 કેડબલ્યુએચ/એમડબલ્યુ, 35,000 કેડબલ્યુએચ/એમડબલ્યુ અને 42,000 કેડબલ્યુએચ/એમડબલ્યુ થઈ જશે. 2014ના એક અભ્યાસમાં એસ. એચ. જે. મોડ્યુલનો ઊર્જા ચૂકવણીનો સમય 1.5 વર્ષ હોવાનો અંદાજ મૂકવામાં આવ્યો હતો, જ્યારે નિયમિત મોનોક્રિસ્ટલાઇન મોડ્યુલ માટે 1.8 વર્ષ હતો; 25 ટકા કાર્યક્ષમતા ધારીને 2020માં સંભવિત મોડ્યુલ માટે આ આંકડો ઘટીને અનુક્રમે 0.94 વર્ષ અને 1.2 વર્ષ થવાનો અંદાજ હતો. તેવી જ રીતે, 2020 SHJ મોડ્યુલો માટે જીવન-ચક્ર CO2-સમકક્ષ ઉત્સર્જન નિયમિત મોનોક્રિસ્ટલાઇન મોડ્યુલ માટે 20 ગ્રામ વિરુદ્ધ 25 ગ્રામ હોવાનો અંદાજ છે. સિલિકોન વપરાશ સૌર કોષોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા સ્ફટિકીય સિલિકોન વેફર્સની જાડાઈ સામાન્ય રીતે 130-180 માઇક્રોનની વચ્ચે હોય છે. વપરાયેલ સિલિકોન વેફરના જથ્થામાં સૌર મોડ્યુલની કિંમતનો નોંધપાત્ર હિસ્સો હોય છે, અને જેમ કે વેફરની જાડાઈ ઘટાડવાથી ખર્ચમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થવાની સંભાવના છે. પાતળા સિલિકોનમાં ઓછા ફોટોન શોષાય છે. જો કે, જ્યાં સુધી સપાટીનું પુનઃસંયોજન અસરકારક રીતે દબાવવામાં આવે ત્યાં સુધી, પાતળા વેફર્સ ખૂબ ઊંચા ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટેજ જાળવી શકે છે-અથવા તેમાં સુધારો પણ કરી શકે છે. એટલે કે, ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટેજમાં વધારો શોર્ટ-સર્કિટ કરંટમાં નુકસાનની ભરપાઈ કરી શકે છે. તેઓ મૂળભૂત રીતે આમ કરે છે, કારણ કે જો સપાટીઓ સારી રીતે નિષ્ક્રિય હોય તો સબસ્ટ્રેટના જથ્થામાં પુનઃસંયોજનનું વધુ પ્રમાણ થાય છે, તેથી જાડાઈ ઘટાડવાથી જથ્થાબંધ ખામીઓનું પ્રમાણ ઘટે છે. એસએચજે કોષો ઉત્તમ સપાટી નિષ્ક્રિયતા ધરાવે છે, તેથી તેમની વેફર જાડાઈમાં ઘટાડો અન્ય સ્ફટિકીય સિલિકોન સૌર કોષ તકનીકોની તુલનામાં વધુ શક્ય છે. જેમ કે, વેફર જાડાઈની વિશાળ શ્રેણીમાં ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાની જાણ કરવામાં આવી છે, જેમાં ઓછામાં ઓછા 50 માઇક્રોનના ક્રમમાં છે. વાણિજ્યિક-ગ્રેડ એન-પ્રકારનાં સબસ્ટ્રેટ્સ પર, મહત્તમ જાડાઈ 40-60 માઇક્રોન હોવાનો અંદાજ છે. આ ફાયદો બિન-નિષ્ક્રિય સંપર્કો અથવા પી. ઈ. આર. સી. જેવી નબળી સપાટી પુનઃસંયોજન ધરાવતી તકનીકોમાં જોવા મળતો નથી, જેમાં મહત્તમ જાડાઈ 100 માઇક્રોનથી વધુ હોય છે. ગેરફાયદા એન-પ્રકારનાં સિલિકોન પર ઉત્પાદન રિલાયન્સ જોકે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા ધરાવતા એસએચજે કોષોનું ઉત્પાદન પી-પ્રકારનાં સિલિકોન સબસ્ટ્રેટનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે, એસએચજે ઉત્પાદન પરનું નીચું તાપમાન અવરોધ મેળવવાની પ્રક્રિયાને (દૂષિત ખામીઓનું સંચાલન) અશક્ય બનાવે છે અને જથ્થાબંધ હાઇડ્રોજનીકરણ વધુ પડતી ખામીઓને વિશ્વસનીય રીતે નિષ્ક્રિય કરી શકતું નથી. દૂષિત સંક્રમણ ધાતુની ખામીઓની સમાન સાંદ્રતા માટે, ઇલેક્ટ્રોનની તુલનામાં છિદ્રોના નાના કેપ્ચર ક્રોસ સેક્શન (લઘુમતી ચાર્જ વાહક) ને કારણે એન-પ્રકારનાં વેફર્સમાં લઘુમતી વાહક જીવનકાળ વધારે હોય છે. તેવી જ રીતે, ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રોના કેપ્ચર ક્રોસ સેક્શન રેશિયો સપાટીની સ્થિતિઓ માટે મોટો છે (દા. ત. સિલિકોન લટકતા બોન્ડ્સ) અને તેથી સારી રીતે નિષ્ક્રિય સપાટીઓ એન-પ્રકારનાં વેફર્સ પર પ્રાપ્ત કરવી સરળ છે. આ કારણોસર, એન-પ્રકારનાં વેફર્સને ઉત્પાદન માટે ખૂબ જ પસંદ કરવામાં આવે છે, કારણ કે જથ્થાબંધ જીવનકાળમાં સુધારો કરવા માટે અસુવિધાજનક પગલાં લેવામાં આવે છે અને પ્રકાશ-પ્રેરિત અધઃપતન થવાનું જોખમ ઘટાડવામાં આવે છે. જો કે, એન-પ્રકારનાં વેફરની કિંમત સામાન્ય રીતે પી-પ્રકાર કરતાં લગભગ 8-10% વધારે હોવાનું ટાંકવામાં આવે છે. એન-પ્રકારનાં વેફર્સની ઊંચી કિંમત ડોપ્ડ મોનોક્રિસ્ટલાઇન સાગોટ્સની વૃદ્ધિ કરતી વખતે સિલિકોનમાં ફોસ્ફરસના નાના વિભાજન ગુણાંકને આભારી છે. આના પરિણામે સાગોળની લંબાઈમાં પ્રતિકારકતામાં સમસ્યારૂપ ફેરફાર થાય છે, અને આમ માત્ર 75 ટકા વોલ્યુમ પીવી ઉત્પાદકો દ્વારા જરૂરી પ્રતિકારક સહિષ્ણુતાને પૂર્ણ કરે છે. વધુમાં, ક્રુસિબલ્સમાં ઉગાડવામાં આવતા એન-પ્રકારનાં સાગોળ કે જેનો ઘણી વખત ફરીથી ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે (રિચાર્જ કરી શકાય તેવા કોઝોક્રાલ્સ્કી; આરસીઝેડ) સ્વીકાર્ય હોવાની શક્યતા ઓછી છે. સપાટીની તૈયારી અને ટેક્સ્ચરિંગ સ્ફટિકીય સિલિકોન સૌર કોષોના ઉત્પાદનના પ્રથમ પગલાંઓમાં સિલિકોન વેફર સબસ્ટ્રેટની સપાટીને ટેક્સ્ચરિંગ અને સાફ કરવાનો સમાવેશ થાય છે. મોનોક્રિસ્ટલાઇન વેફર્સ માટે, તેમાં આલ્કલાઇન દ્રાવણ (સામાન્ય રીતે પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ અથવા મેટલ આયન-ફ્રી ટેટ્રામીથિલમોનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ) ના મિશ્રણનો ઉપયોગ કરીને એનિસોટ્રોપિક ભીનું રાસાયણિક કોતરણી અને એચિંગ એનિસોટ્રોપી (પરંપરાગત રીતે આઇસોપ્રોપીલ આલ્કોહોલ, પરંતુ હવે માલિકીના ઉમેરણોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે) વધારવા માટે કાર્બનિક ઉમેરણનો સમાવેશ થાય છે. એચ પ્રકાશ-ફસાવતી પિરામિડની રચના કરે છે જે તૈયાર સૌર કોષના ઉત્પાદન પ્રવાહમાં સુધારો કરે છે. પી. ઈ. આર. સી. ની સરખામણીમાં એસએચજે માટે સપાટીની સ્વચ્છતા માટેની કડક જરૂરિયાતોને કારણે, બનાવટ અને સફાઈ પ્રક્રિયા પ્રમાણમાં વધુ જટિલ છે અને વધુ રસાયણોનો વપરાશ કરે છે. આમાંના કેટલાક સપાટીની સારવારના પગલાંઓમાં આરસીએ સફાઈ, કાર્બનિક પદાર્થોને દૂર કરવા માટે સલ્ફ્યુરિક એસિડ/પેરોક્સાઇડ મિશ્રણ, હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડનો ઉપયોગ કરીને ધાતુના આયનોને દૂર કરવા અને નાઇટ્રિક એસિડ ઓક્સિડેટીવ સફાઇ અને એચ-બેકનો સમાવેશ થાય છે. સંશોધનમાં તાજેતરના વિકાસમાં જાણવા મળ્યું છે કે ઓઝોનેટેડ પાણીથી ઓક્સિડેટીવ સફાઇ પ્રક્રિયાની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવામાં અને કચરો ઘટાડવામાં મદદ કરી શકે છે, જેમાં સમાન સપાટીની ગુણવત્તા જાળવી રાખીને આરસીએ સફાઈને સંપૂર્ણપણે બદલવાની સંભાવના છે. સિલ્વર પેસ્ટ સ્ક્રીન પ્રિન્ટિંગ મોટા ભાગના સૌર કોષો સ્ક્રીન-પ્રિન્ટેડ પેસ્ટ ઇલેક્ટ્રોડ સાથે બનાવવામાં આવે છે. એસએચજે કોષો નીચા તાપમાનની પ્રક્રિયા માટે મર્યાદિત હોય છે અને તેથી તેમના ઇલેક્ટ્રોડ્સ માટે પરંપરાગત ભઠ્ઠીથી ચાલતા ચાંદીના પેસ્ટનો ઉપયોગ કરી શકતા નથી, જેમ કે પીઇઆરસી, ટીઓપીસીઓએન અને અલ-બી. એસ. એફ. કોષોમાં વપરાય છે. નીચા તાપમાનની પેસ્ટ રચના એસએચજેની કામગીરી અને અર્થશાસ્ત્રમાં ઘણા પરિબળો સાથે સમાધાન કરે છે, જેમ કે ચાંદીનો ઊંચો વપરાશ અને ઓછી ગ્રીડ વાહકતા. વધુમાં, એસએચજે કોષો પર નીચા તાપમાનની ચાંદીની પેસ્ટની સ્ક્રીન પ્રિન્ટિંગ પ્રક્રિયા પણ સામાન્ય રીતે પીઇઆરસી સ્ક્રીન પ્રિન્ટિંગ લાઇનની તુલનામાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછી થ્રુપુટ ધરાવે છે, કારણ કે ઉત્પાદકો ઘણીવાર ઉચ્ચ ગુણવત્તાની ગ્રીડ પ્રાપ્ત કરવા માટે ઓછી પ્રિન્ટિંગ અને પૂર વેગનો ઉપયોગ કરે છે. જ્યાં સુધી વિકલ્પો વિકસાવવામાં ન આવે ત્યાં સુધી ટેરાવોટ-સ્કેલ સોલર વૈશ્વિક ચાંદીની માંગનો નોંધપાત્ર હિસ્સો વપરાશ કરે તેવી ધારણા છે. એસએચજે માટે ચાંદીનો વપરાશ ઘટાડી શકે તેવી ઉભરતી તકનીકોમાં ચાંદી-કોટેડ કોપર પેસ્ટ, સિલ્વર નેનોપાર્ટિકલ શાહી અને ઇલેક્ટ્રોપ્લેટેડ કોપરનો સમાવેશ થાય છે. ટેકનોલોજીકલ પરિપક્વતા એસએચજે ઉત્પાદન લાઇનમાં મોટે ભાગે નવા સાધનોનો સમાવેશ થાય છે. તેથી એસ. એચ. જે. ટી. ઓ. પી. સી. એન. ઉત્પાદન સાથે સ્પર્ધા કરવામાં મુશ્કેલી અનુભવે છે, કારણ કે હાલની પી. ઈ. આર. સી. ઉત્પાદન લાઇન ટી. ઓ. પી. સી. એન. માટે પ્રમાણમાં સરળતાથી પુનઃસ્થાપિત કરી શકાય છે. વુડ મેકેન્ઝી (ડિસેમ્બર 2022) ના એક અહેવાલમાં આગાહી કરવામાં આવી છે કે આ કારણોસર ફુગાવો ઘટાડવાના કાયદાના પ્રકાશમાં યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં નવા મોડ્યુલના ઉત્પાદન માટે એસએચજે પર ટોપકૉનની તરફેણ કરવામાં આવશે, જેમાં ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને મૂડી ખર્ચ વચ્ચે પ્રાધાન્યક્ષમ સંતુલનનો ઉલ્લેખ કરવામાં આવ્યો છે. માળખું એ "ફ્રન્ટ-જંકશન" હેટેરોજંક્શન સૌર કોષ સિલિકોન સ્તરોના પી-આઈ-એન-આઈ-એન-ડોપ્ડ સ્ટેકથી બનેલો છે; મધ્યમાં એન-પ્રકારનો સ્ફટિકીય સિલિકોન વેફર છે અને અન્ય આકારહીન પાતળા સ્તરો છે. પછી, પ્રકાશ અને વર્તમાન સંગ્રહ માટે પારદર્શક વાહક ઓક્સાઇડ (ટી. સી. ઓ.) એન્ટી-રિફ્લેક્શન કોટિંગ અને મેટલ ગ્રીડના ઓવરલેયરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. એસએચજે માળખાની ઉચ્ચ દ્વિમાર્ગીયતાને કારણે, સમાન એન-આઈ-એન-આઈ-પી "રીઅર-જંક્શન" રૂપરેખાંકનનો ઉપયોગ ઉત્પાદકો દ્વારા પણ કરવામાં આવે છે અને પ્રક્રિયાના આધારે તેના ફાયદા હોઈ શકે છે. ખાસ કરીને, ઉત્પાદનમાં રીઅર-જંકશન રૂપરેખાંકનોને પ્રાધાન્ય આપવામાં આવે છે કારણ કે તેઓ આગળના ટી. સી. ઓ. ને બદલે બાજુની ઇલેક્ટ્રોન પરિવહનના મોટા પ્રમાણને શોષકમાં સ્થાનાંતરિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. તેથી આગળની બાજુનો શીટ પ્રતિકાર ઘટાડવામાં આવે છે અને ટી. સી. ઓ. પ્રક્રિયા પરિમાણો પરના પ્રતિબંધો હળવા કરવામાં આવે છે, જે કાર્યક્ષમતા અને ખર્ચ લાભ તરફ દોરી જાય છે. એબ્સોર્બર સબસ્ટ્રેટ, જેમાં ઇલેક્ટ્રોન-હોલ જોડીઓ રચાય છે, તે સામાન્ય રીતે ફોસ્ફરસ સાથે ડોપ કરેલ એન-પ્રકારનું મોનોક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન હોય છે. ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા ધરાવતા એસએચજે સૌર કોષોના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં, ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા એન-પ્રકારનાં ઝોક્રાલ્સ્કી સિલિકોનની જરૂર પડે છે કારણ કે નીચા તાપમાનની પ્રક્રિયા ગેટ્ટરિંગ અને બલ્ક હાઇડ્રોજનેશનના ફાયદા પ્રદાન કરી શકતી નથી. સબસ્ટ્રેટની બહાર શોષાયેલા ફોટોન ફોટોક્રન્ટમાં ફાળો આપતા નથી અને ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતામાં નુકસાન કરે છે. આંતરિક આકારહીન સિલિકોન સિલેન (SiH4) અને હાઇડ્રોજન (H2) ના મિશ્રણમાંથી PECVD નો ઉપયોગ કરીને સબસ્ટ્રેટની બંને બાજુએ જમા થાય છે, જે હેટેરોજંક્શન બનાવે છે અને સપાટીને નિષ્ક્રિય કરે છે. પર્યાપ્ત નિષ્ક્રિયતા પ્રદાન કરવા માટે બફર સ્તર પૂરતું જાડું હોવું જોઈએ, જો કે વાહક પરિવહનમાં નોંધપાત્ર રીતે અવરોધ ન આવે અથવા પ્રકાશને શોષી ન લે તેટલું પાતળું હોવું જોઈએ. બફર સ્તર 1-10 nm જાડા ક્રમમાં છે. બફર સ્તર માળખું અને મેટલ-ઇન્સ્યુલેટર-સેમિકન્ડક્ટર (એમ. આઈ. એસ.) સૌર કોષો વચ્ચે સમાનતા હોવા છતાં, એસ. એચ. જે. લો-કન્ડક્ટિવિટી બફર સ્તર દ્વારા વાહક પરિવહન માટે ક્વોન્ટમ ટનલિંગ પર આધાર રાખે તે જરૂરી નથી; વાહક પ્રસરણ પણ એક મહત્વપૂર્ણ પરિવહન પદ્ધતિ છે. વિન્ડો સ્તરો પસંદગીયુક્ત સંપર્કો (જેને "વિન્ડો સ્તરો" તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) એ જ રીતે પી-અને એન-પ્રકારનાં ઉચ્ચ ડોપ્ડ આકારહીન સિલિકોન સ્તરોના જમા દ્વારા રચાય છે. ડોપન્ટ વાયુઓના ઉદાહરણોમાં એન-પ્રકાર માટે ફોસ્ફીન (PH3) અને પી-પ્રકાર માટે ટ્રાઇમિથાઇલબોરેન (B (CH3) 3) અથવા ડાયબોરેન (B2H6) નો સમાવેશ થાય છે. તેની ખામીયુક્ત પ્રકૃતિને કારણે, ડોપ્ડ આકારહીન સિલિકોન (આંતરિકથી વિપરીત) સ્ફટિકીય સિલિકોનને નિષ્ક્રિયતા પ્રદાન કરી શકતું નથી; તેવી જ રીતે આવા કોઈપણ એ-સી સ્તરની એપિટેક્સિયલ વૃદ્ધિ નિષ્ક્રિયતા ગુણવત્તા અને કોષની કાર્યક્ષમતાને ગંભીર નુકસાન પહોંચાડે છે અને જમા દરમિયાન તેને અટકાવવું આવશ્યક છે. એસ. એચ. જે. કાર્યક્ષમતામાં તાજેતરના વિકાસ ઇલેક્ટ્રોન સંપર્ક માટે એન-પ્રકારનાં આકારહીન સિલિકોનને બદલે એન-પ્રકારનાં નેનોક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન ઓક્સાઇડ (એન. સી.-સી. ઓ. એક્સ.: એચ.) ફિલ્મોના સંચય દ્વારા કરવામાં આવ્યા છે. સામાન્ય રીતે "નેનોક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન ઓક્સાઇડ" તરીકે ઓળખાતી સામગ્રી વાસ્તવમાં એક આકારહીન સિલિકોન ઓક્સાઇડ મેટ્રિક્સમાં જડિત નેનોસ્કેલ સિલિકોન સ્ફટિકોથી બનેલી બે તબક્કાની સામગ્રી છે. સિલિકોન ઓક્સાઇડમાં ઊંચું બેન્ડ ગેપ હોય છે અને તે આકારહીન સિલિકોન કરતાં વધુ ઓપ્ટિકલી પારદર્શક હોય છે, જ્યારે સ્તંભાકાર નેનોક્રિસ્ટલ્સ ઊભી વાહક પરિવહનમાં વધારો કરે છે અને વાહકતામાં વધારો કરે છે, આમ શોર્ટ સર્કિટ વર્તમાન ઘનતામાં વધારો થાય છે અને સંપર્ક પ્રતિકારમાં ઘટાડો થાય છે. PECVD દરમિયાન મટિરિયલ બેન્ડ ગેપને કાર્બન ડાયોક્સાઇડના વિવિધ સ્તરો સાથે જોડી શકાય છે. અનાકાર સિલિકોનને નેનોક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન/સિલિકોન ઓક્સાઇડ સાથે બદલવાનું કેટલાક ઉત્પાદકો દ્વારા એન-પ્રકાર પર પહેલેથી જ સંકલિત કરવામાં આવ્યું છે, જેમાં પી-પ્રકાર (છિદ્ર સંપર્ક) નજીકના ભવિષ્યમાં અનુસરવામાં આવશે. લિન વગેરેના ઉત્પાદનમાં ઓપ્ટિમાઇઝ્ડ નેનોક્રિસ્ટલાઇન હોલ સંપર્કનો મહત્વનો ફાળો હતો. (2023) 26.81% પાવર રૂપાંતરણ કાર્યક્ષમતા વિશ્વ વિક્રમ. વિરોધી પ્રતિબિંબ કોટિંગ અને વાહક ઓક્સાઇડ બેવડા હેતુના વિરોધી પ્રતિબિંબ કોટિંગ (એઆરસી) અને વાહક પરિવહન સ્તર, જે સામાન્ય રીતે ઇન્ડિયમ ટીન ઓક્સાઇડ (આઇટીઓ) થી બનેલું હોય છે, તે પસંદગીના સંપર્કો પર બંને બાજુએ ફેલાયેલું હોય છે. ઇન્ડિયમ ટીન ઓક્સાઇડ એક પારદર્શક વાહક ઓક્સાઇડ (ટી. સી. ઓ.) છે જે પ્રકાશ પ્રસારણમાં નોંધપાત્ર અવરોધ વિના સંપર્ક સપાટીઓની બાજુની વાહકતામાં વધારો કરે છે. આ જરૂરી છે કારણ કે આકારહીન સ્તરો તેમના ઉચ્ચ ડોપિંગ સ્તરો હોવા છતાં પ્રમાણમાં ઉચ્ચ પ્રતિકાર ધરાવે છે, અને તેથી TCO વાહકોને પસંદગીના સંપર્કમાંથી ધાતુના ઇલેક્ટ્રોડ્સમાં પરિવહન કરવાની મંજૂરી આપે છે. વિનાશક હસ્તક્ષેપ વિરોધી પ્રતિબિંબ ગુણધર્મો માટે, ટી. સી. ઓ. સૌર વર્ણપટની ટોચ (આશરે 550 એનએમ) પર મહત્તમ પ્રકાશ કેપ્ચર માટે જરૂરી જાડાઈમાં જમા થાય છે. એક-સ્તર ARC માટે મહત્તમ જાડાઈ આના દ્વારા આપવામાં આવે છે; જ્યાં સ્તરની જાડાઈ છે, તે લઘુત્તમ પ્રતિબિંબની ઇચ્છિત તરંગલંબાઇ છે અને તે સામગ્રીનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ છે. આઇ. ટી. ઓ. ના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ (સામાન્ય રીતે ~ 0.9) પર આધાર રાખીને, મહત્તમ સ્તરની જાડાઈ સામાન્ય રીતે 70-80 nm હોય છે. પાતળા-પટલના હસ્તક્ષેપને કારણે, આ જાડાઈ પર આઇ. ટી. ઓ. (એક નીરસ ગ્રે-બ્લેક સિરામિક સામગ્રી) જીવંત વાદળી રંગ દેખાય છે. વૈકલ્પિક સામગ્રી ઇન્ડિયમની અછતને કારણે, એલ્યુમિનિયમ-ડોપ્ડ ઝિંક ઓક્સાઇડ (એઝેડઓ) જેવા વૈકલ્પિક ટી. સી. ઓ. પર એસએચજે કોષોમાં ઉપયોગ માટે સંશોધન કરવામાં આવી રહ્યું છે. એઝેડઓ આઇટીઓ કરતાં ઘણી વધારે રાસાયણિક સંવેદનશીલતા ધરાવે છે, જે અમુક ધાતુકરણ પદ્ધતિઓ માટે પડકારો રજૂ કરે છે જેને કોતરણીની જરૂર હોય છે, જેમ કે નિકલ બીજ સ્તર કોતરણી-પીઠ અને સામાન્ય રીતે પી-અને એન-પ્રકારનાં આકારહીન સ્તરો બંને સાથે નબળો ઇન્ટરફેસ સંપર્ક ધરાવે છે. જ્યારે કોષોનો ઉપયોગ મોડ્યુલોમાં કરવામાં આવે છે ત્યારે એઝેડઓમાં લાંબા ગાળાની સ્થિરતાની સમસ્યાઓ હોઈ શકે છે, જેને સિઓક્સ જેવા કેપિંગ સ્તરોની જરૂર પડી શકે છે. 24.91% ની કાર્યક્ષમતા સાથે SHJ કોષો પર ઇન્ડિયમ-મુક્ત TCO નું ઉત્પાદન કરવા માટે અનડોપ્ડ ટીન ઓક્સાઇડ (SnOx) નો પણ સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. ઇન્ડિયમ ઓક્સાઇડ આધારિત ટી. સી. ઓ. ના ઓપ્ટિકલ અને ઇલેક્ટ્રોનિક ગુણધર્મોમાં વૃદ્ધિ સિરિયમ અને હાઇડ્રોજન સાથે સહ-ડોપિંગ દ્વારા પ્રાપ્ત કરવામાં આવી છે, જે ઉચ્ચ ઇલેક્ટ્રોન ગતિશીલતામાં પરિણમે છે. આવી ફિલ્મો ગરમી પ્રત્યે સંવેદનશીલ એસએચજે ઉત્પાદન પ્રક્રિયા સાથે સુસંગત થવા માટે પૂરતા નીચા તાપમાને ઉગાડી શકાય છે. સિરિયમ ઓક્સાઇડ, ટેન્ટેલમ ઓક્સાઇડ અને ટાઇટેનિયમ ઓક્સાઇડ સાથે ડોપ કરેલા ઇન્ડિયમ ઓક્સાઇડ પણ અનુકૂળ ઇલેક્ટ્રોનિક ગુણધર્મોમાં પરિણમ્યા છે. આ પ્રક્રિયા સ્પટરિંગ ચેમ્બરમાં પાણીની વરાળની રજૂઆત દ્વારા ટ્યુન કરી શકાય છે જેમાં પ્લાઝ્મામાં હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલ ટી. સી. ઓ. ફિલ્મમાં ઓક્સિજનની ખાલી જગ્યાઓને સમાપ્ત કરે છે તેવું માનવામાં આવે છે, જે ઉન્નત ઇલેક્ટ્રોન ગતિશીલતા અને ઓછી શીટ પ્રતિકાર તરફ દોરી જાય છે, જો કે એસએચજે કોષોમાં આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરતી વખતે સ્થિરતા અને સંપર્ક પ્રતિકારને ધ્યાનમાં લેવો આવશ્યક છે. બાષ્પીભવન દ્વારા, મેગ્નેશિયમ ફ્લોરાઇડ (MgF2) અથવા એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ (Al2O3) ના ડબલ-એન્ટી-રિફ્લેક્શન કોટિંગનો ઉપયોગ સપાટીના પ્રતિબિંબને વધુ ઘટાડવા માટે થઈ શકે છે, જો કે આ પગલું હાલમાં ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં કાર્યરત નથી. સિઓક્સ જેવા એઝેડઓ કેપિંગ સ્તરો પણ ડબલ એઆર કોટિંગ તરીકે કામ કરી શકે છે. આવી તકનીકોનો ઉપયોગ વિશ્વ વિક્રમ શક્તિ રૂપાંતરણ ક્ષમતા ધરાવતા એસએચજે કોષોનું ઉત્પાદન કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. કાર્ય કાર્યની ભૂમિકા SHJ કોષો માટેના TCO સ્તરમાં આદર્શ રીતે ઉચ્ચ કાર્ય કાર્ય હોવું જોઈએ (એટલે કે. ટી. સી. ઓ. અને પી-પ્રકારનાં આકારહીન સ્તર વચ્ચેના આંતરપૃષ્ઠ પર પરોપજીવી સ્કોટકી અવરોધની રચનાને રોકવા માટે ફર્મી સ્તર અને વેક્યૂમ સ્તર વચ્ચેનો ઊર્જા તફાવત). પી-પ્રકારના સ્તરના ડોપિંગને વધારીને આને આંશિક રીતે ઘટાડી શકાય છે, જે અવરોધની પહોળાઈને ઘટાડે છે અને ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટેજ () અને ફિલ ફેક્ટર () માં સુધારો કરે છે. જો કે ડોપિંગમાં વધારો જંકશન પુનઃસંયોજનમાં વધારો કરે છે, લાભમાં ઘટાડો કરે છે. ટંગસ્ટન ઓક્સાઇડ (WOx) જેવા ઉચ્ચ કાર્ય કાર્ય TCO જમા કરવું અથવા ITO ના જમા પરિમાણોને ટ્યુનિંગ કરવું પણ અવરોધની ઊંચાઈને ઘટાડી શકે છે; સામાન્ય રીતે પછીનો ઉપયોગ ITO ના પ્રાધાન્યક્ષમ ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મોને કારણે થાય છે. ધાતુયુક્ત પ્રિન્ટેડ પેસ્ટ હેટેરોજંક્શન સૌર કોષો સામાન્ય રીતે ધાતુયુક્ત હોય છે (એટલે કે. ધાતુના સંપર્કોની બનાવટ) બે અલગ અલગ પદ્ધતિઓમાં. પરંપરાગત સૌર કોષોની જેમ ચાંદીની પેસ્ટનું સ્ક્રીન-પ્રિન્ટિંગ ઉદ્યોગમાં સામાન્ય છે, જેનો બજાર હિસ્સો 98 ટકાથી વધુ છે. જોકે એસએચજે કોષો માટે નીચા તાપમાનની ચાંદીની પેસ્ટ જરૂરી છે. આ પેસ્ટમાં પોલિમર સાથે જોડાયેલા ચાંદીના કણો હોય છે જે લગભગ 200 ડિગ્રી સેલ્સિયસના ક્યુરિંગ તાપમાન પર જોડાય છે. આમાં ઓછી ગ્રીડ વાહકતા અને ચાંદીનો ઊંચો વપરાશ, અસ્થિર ઉત્પાદન ખર્ચ અથવા આગળની સપાટી સાથે નબળી સંલગ્નતા સહિતની મોટી ખામીઓ છે. તેમની નોંધપાત્ર રીતે ઊંચી કિંમત હોવા છતાં, નીચા તાપમાનની ચાંદીની પેસ્ટની પ્રતિકારકતા પ્રમાણભૂત ચાંદીની પેસ્ટ કરતા 4 થી 6 ગણી વધારે હોવાનો અંદાજ છે. ઓછી વાહકતાની ભરપાઈ કરવા માટે, નીચા તાપમાનની ચાંદીની પેસ્ટ પણ પરંપરાગત ચાંદીની પેસ્ટ કરતાં વધુ ચાંદીનો વપરાશ કરે છે, જો કે સ્ક્રીન-પ્રિન્ટિંગ તકનીકના વિકાસથી આંગળીની લાઇનવિડ્થમાં ઘટાડો થતાં ચાંદીનો વપરાશ નીચે તરફ જઈ રહ્યો છે. નીચા તાપમાનની પેસ્ટની રચનામાં સુધારાથી ચાંદીના વપરાશમાં વધુ ઘટાડો થવાની અપેક્ષા છે, જેમ કે સ્ક્રીન-પ્રિન્ટેબલ સિલ્વર-કોટેડ કોપર પેસ્ટ દ્વારા. આ પ્રકારની પેસ્ટ પરંપરાગત નીચા તાપમાનની પેસ્ટ સાથે તુલનાત્મક રીતે કામ કરે છે, જેમાં ચાંદીના વપરાશમાં 30 ટકા સુધીનો ઘટાડો થાય છે. સિલ્વર-કોટેડ કોપર પેસ્ટ 2030માં ચીની એસએચજે ઉત્પાદકોમાં વધુને વધુ પ્રભાવશાળી ધાતુકરણ તકનીક બની રહી છે, જેમાં 2024થી 2025 સુધી 50 ટકા બજારહિસ્સો અપેક્ષિત છે. પેસ્ટ પ્રિન્ટિંગની બિન-સંપર્ક પદ્ધતિ, લેસર પેટર્ન ટ્રાન્સફર પ્રિન્ટિંગનો ઉપયોગ 1:1 એસ્પેક્ટ રેશિયો સાથે સાંકડી આંગળીઓ બનાવવા માટે થઈ શકે છે. પેસ્ટને છીણીમાં દબાવવામાં આવે છે, અને પેસ્ટને પાછળથી ગરમ કરવા માટે ઇન્ફ્રારેડ લેસરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. બાષ્પીભવન દ્રાવક પેસ્ટને મોલ્ડમાંથી અને સૌર સેલ સબસ્ટ્રેટ પર બહાર કાઢે છે. સંપર્ક સ્ક્રીન પ્રિન્ટિંગ કોષ પર ઉચ્ચ બળનો ઉપયોગ કરે છે, આ વૈકલ્પિક તકનીક કોષના ભંગાણને ઘટાડી શકે છે, ખાસ કરીને ખૂબ જ પાતળા વેફર્સ માટે. પ્રિન્ટેડ શાહી સિલ્વર નેનોપાર્ટિકલ શાહીને ઇંકજેટ પ્રિન્ટિંગનો ઉપયોગ કરીને એસએચજે સોલર સેલ પર અથવા હોલો ગ્લાસ કેશિકા સાથે સંપર્ક ડિપોઝિશન દ્વારા જમા કરી શકાય છે. પરંપરાગત સિલ્વર પેસ્ટ સ્ક્રીન પ્રિન્ટિંગની સરખામણીમાં ઇંકજેટ જમા થવાથી ચાંદીનો વપરાશ સેલ દીઠ 200 મિલીગ્રામથી ઘટીને સેલ દીઠ 10 મિલીગ્રામથી ઓછો થયો હોવાનું નોંધવામાં આવ્યું છે. કેશિલરી ડિપોઝિશન સાથે વધુ ઘટાડો શક્ય છે (જેને "ફ્લેક્સટ્રેલ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે કારણ કે કેશિલરી લવચીક હોય છે અને વેફર સપાટી પર પગેરું હોય છે) જે 3 મિલિગ્રામ જેટલું ચાંદી જમા થાય છે. ચાંદીમાં આટલો મોટો ઘટાડો ગ્રીડની ડિઝાઇન પર અસર કરે છે, જે ઓછા વહનની ભરપાઈ કરે છે, એટલે કે બસબાર-ઓછી ડિઝાઇનનો ઉપયોગ કરવો. ઇલેક્ટ્રોપ્લેટેડ પ્રિન્ટેડ ઇલેક્ટ્રોડનો સંભવિત સિલ્વર-ફ્રી વિકલ્પ ઇલેક્ટ્રોપ્લેટેડ કોપરનો ઉપયોગ કરે છે. ઇલેક્ટ્રોપ્લેટેડ તાંબાની વાહકતા જથ્થાબંધ તાંબાની સમાન હોય છે. આમાં ગ્રીડ પ્રતિકાર ઘટાડીને એસએચજે કોષની વર્તમાન ઘનતા વધારવાની ક્ષમતા છે. સુધારેલ લક્ષણ ભૂમિતિ પણ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. જો કે ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન પડકારજનક છે કારણ કે ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ માટે બલિદાનના ઇંકજેટ-પ્રિન્ટેડ અથવા ફોટોલિથોગ્રાફિકલી-વ્યુત્પન્ન માસ્કનો ઉપયોગ કરીને પસંદગીયુક્ત પેટર્નની જરૂર પડે છે. પરિણામે, ઇલેક્ટ્રોપ્લેટેડ એસએચજે કોષોનું હાલમાં વ્યાવસાયિક રીતે ઉત્પાદન થતું નથી. આઇ. ટી. ઓ. ને સીધા જ ઢોળાયેલું તાંબુ પણ સંલગ્નતાના મુદ્દાઓથી પીડાય છે. તેથી સામાન્ય રીતે પહેલા સ્પટરિંગ અથવા ઇલેક્ટ્રોડિપોજીશન દ્વારા નિકલનું પાતળું (~ 1 માઇક્રોન) બીજ સ્તર જમા કરવું જરૂરી છે. નિકલ અને આઇ. ટી. ઓ. સ્તરો કોષમાં તાંબા સામે પ્રસાર અવરોધ તરીકે પણ કામ કરે છે, જે એક ઊંડા સ્તરની અશુદ્ધિ છે જે ગંભીર અધઃપતનનું કારણ બને છે. તમામ પરંપરાગત સૌર કોષોની જેમ, હેટેરોજંક્શન સૌર કોષો એક ડાયોડ છે અને માત્ર એક જ દિશામાં પ્રવાહનું સંચાલન કરે છે. તેથી એન-પ્રકારની બાજુના ધાતુકરણ માટે, સૌર કોષએ બાહ્ય વીજ પુરવઠાનો ઉપયોગ કરવાને બદલે, પ્રકાશ દ્વારા તેનો પોતાનો પ્લેટિંગ કરંટ ઉત્પન્ન કરવો આવશ્યક છે. આ પ્રક્રિયાને પ્રકાશ-પ્રેરિત પ્લેટિંગ (એલ. આઈ. પી.) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે; પી-પ્રકારની બાજુ માટે ક્ષેત્ર-પ્રેરિત પ્લેટિંગ (એફ. આઈ. પી.) ના વિરોધમાં. વૈકલ્પિક રીતે, વિદ્યુતવિહીન પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરી શકાય છે, જેને સૌર કોષ સાથે વિદ્યુત સંપર્કની જરૂર નથી જે ઉત્પાદનને જટિલ બનાવે છે. જો કે, ઇલેક્ટ્રોલેસ પ્લેટિંગ ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ કરતાં ઘણું ધીમું છે અને યોગ્ય જાડાઈ સુધી પહોંચવામાં મિનિટોને બદલે કલાકો લાગી શકે છે. એસ. એચ. જે. આધારિત સૌર પેનલ્સનું ઉત્પાદન કરતી વખતે આંતરજોડાણ એસ. એચ. જે. તાપમાન સંવેદનશીલતા કોષ આંતરજોડાણ માટે વધુ અસરો ધરાવે છે. સેલ નિષ્ક્રિયતાના અધઃપતનને ટાળવા માટે સોલ્ડરિંગમાં સામેલ ઉચ્ચ તાપમાનને કાળજીપૂર્વક નિયંત્રિત કરવું આવશ્યક છે. નીચા તાપમાનની પેસ્ટને એકબીજા સાથે જોડાયેલા વાયર અથવા રિબન સાથે નબળા સંલગ્નતાથી પણ નુકસાન થયું છે, જે મોડ્યુલની ટકાઉપણું માટે પરિણામ ધરાવે છે. આ પેસ્ટ અને ઇન્ફ્રારેડ સોલ્ડરિંગ પરિમાણોના ઓપ્ટિમાઇઝેશન, તેમજ સોલ્ડર એલોય્સની કાળજીપૂર્વક પસંદગી, પ્રમાણભૂત ઔદ્યોગિક ઉપકરણો પર આંતરજોડાણ પ્રક્રિયાઓની સફળતામાં વધારો કરવા તરફ દોરી ગઈ છે. મલ્ટી-જંકશન હેટેરોજંક્શન-પેરોવસ્કાઇટ ટેન્ડમ સ્ટ્રક્ચર્સ ઘડવામાં આવી છે, જેમાં કેટલાક સંશોધન જૂથોએ સ્ફટિકીય સિલિકોન માટે 29.43% શોકલી-ક્વિઝર મર્યાદા કરતાં વધુ પાવર રૂપાંતરણ કાર્યક્ષમતાની જાણ કરી છે. આ સિદ્ધિ મોનોલિથિક અને 4-ટર્મિનલ સેલ રૂપરેખાંકનો બંનેમાં હાંસલ કરવામાં આવી છે. આવા ઉપકરણોમાં, ઉષ્મીકરણના નુકસાનને ઘટાડવા માટે, વિશાળ બેન્ડગેપ પેરોવ્સ્કાઇટ ટોપ સેલ ઉચ્ચ ઊર્જા ફોટોનને શોષી લે છે જ્યારે એસએચજે બોટમ સેલ નીચલા ઊર્જા ફોટોનને શોષી લે છે. બાયફેશિયલ રૂપરેખાંકનમાં, નીચેનો કોષ પણ પાછળની સપાટી પરથી પ્રકાશ સ્વીકારી શકે છે. 2017 માં, એસએચજે બોટમ સેલ અને ગ્રુપ III-V સેમિકન્ડક્ટર ટોપ સેલનો ઉપયોગ કરીને ટેન્ડમ સોલર સેલને અનુક્રમે 2-અને 3-જંકશન નોન-મોનોલિથિક સ્ટેક્સ માટે 32.8% અને 35.9% ની પાવર કન્વર્ઝન કાર્યક્ષમતા સાથે બનાવવામાં આવ્યા હતા. એપ્રિલ 2023માં, કેએયુએસટી સોલર સેન્ટર દ્વારા મોનોલિથિક રૂપરેખાંકનમાં પેરોવ્સ્કાઇટ ટોપ સેલનો ઉપયોગ કરીને એસએચજે ટાન્ડેમ્સ માટે કાર્યક્ષમતાનો વિક્રમ 33.2% પર સ્થાપિત કરવામાં આવ્યો હતો. 2-જંકશન સોલર સેલ માટે આ સૌથી વધુ કાર્યક્ષમતા નોંધવામાં આવી છે. લાક્ષણિક સી-સી/એ-સીઃ એચ માળખા સિવાય, વિવિધ જૂથોએ નવી અર્ધચાલક સામગ્રીનો ઉપયોગ કરીને નિષ્ક્રિય સંપર્ક સિલિકોન હેટેરોજક્શન સૌર કોષોનું સફળતાપૂર્વક ઉત્પાદન કર્યું છે, જેમ કે સી-સી/સીઓક્સ, સી-સી/એમઓઓક્સ અને સી-સી/પોલી-સી અથવા સી-સી/સીઓક્સ/પોલી-સી (પી. ઓ. એલ. ઓ.; ઓક્સાઇડ પર પોલિક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન). પોલ્યાનિલિન નીલમણિ આધાર સાથે કોટેડ એન-પ્રકારનાં સિલિકોનનો ઉપયોગ કરીને વર્ણસંકર અકાર્બનિક-કાર્બનિક હેટેરોજંક્શન સૌર કોષોનું ઉત્પાદન કરવામાં આવ્યું છે. હેટેરોજંક્શન સૌર કોષો પણ મલ્ટીક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન શોષક સબસ્ટ્રેટ્સ પર ઉત્પન્ન કરવામાં આવ્યા છે. ઇન્ટરડિજિટેટેડ બેક કોન્ટેક્ટ હેટેરોજંક્શન સૌર કોષો આઇબીસી ટેકનોલોજી સાથે સુસંગત છે, એટલે કે. કોષનું ધાતુકરણ સંપૂર્ણપણે પાછળની સપાટી પર હોય છે. હેટેરોજંક્શન આઈ. બી. સી. કોષને ઘણીવાર એચ. બી. સી. તરીકે સંક્ષિપ્ત કરવામાં આવે છે. એચબીસી માળખું પરંપરાગત એસએચજે કોષો કરતાં ઘણા ફાયદા ધરાવે છે; મુખ્ય ફાયદો એ છે કે ફ્રન્ટ ગ્રીડમાંથી શેડિંગ દૂર કરવું, જે પ્રકાશ કેપ્ચરમાં સુધારો કરે છે અને તેથી શોર્ટ સર્કિટ કરંટ ડેન્સિટીમાં સુધારો કરે છે. પી. ઈ. આર. સી. ની સરખામણીમાં, પરંપરાગત એસ. એચ. જે. કોષો ઘણીવાર ભાગ્યે જ 40 એમ. એ./સે. મી. 2 થી વધુ મૂલ્યો સાથે નબળાથી પીડાય છે, કારણ કે કેટલાક પ્રકાશ તેના ઉચ્ચ શોષણ ગુણાંકને કારણે આગળના આકારહીન સિલિકોન સ્તરોમાં પરોપજીવી રીતે શોષાય છે. આગળના ધાતુના સંપર્કની જરૂરિયાતને દૂર કરીને, તેમજ આગળના આકારહીન સિલિકોન સંપર્કને પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાય છે. જેમ કે, એચ. બી. સી. કોષો ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા માટે સંભવિત હોય છે; ખાસ કરીને લાંબા સમયથી વિશ્વ વિક્રમ ધરાવતા હેટેરોજંક્શન કોષમાં એચ. બી. સી. માળખું કાર્યરત છે, જે 26.7% કાર્યક્ષમતા પર કનેકા દ્વારા 42.65 mA/cm2 સાથે ઘડવામાં આવ્યું છે. એચબીસીની ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા હોવા છતાં, બે બાજુવાળા કોષો તેમની પ્રમાણમાં સરળ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાને કારણે ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં મુખ્ય પ્રવાહ છે. જો કે, એચ. બી. સી. કોષો વાહન-સંકલિત પી. વી. પ્રણાલીઓ જેવા વિશિષ્ટ ઉપયોગો શોધી શકે છે જ્યાં નોંધપાત્ર વિસ્તારની મર્યાદાઓ હોય છે. એચબીસી કોષો પાછળની બાજુના સ્થાનિક ડોપિંગ દ્વારા, પી-અને એન-પ્રકારનાં વિસ્તારોની વૈકલ્પિક પેટર્નમાં ઇન્ટરડિજિટેડ પેટર્નમાં બનાવવામાં આવે છે. આગળની બાજુએ ચોક્કસ ડોપિંગ પ્રોફાઇલની જરૂર નથી. લોસ મિકેનિઝમ્સ સારી રીતે રચાયેલ સિલિકોન હેટેરોજંક્શન મોડ્યુલ 75 ટકાના અપેક્ષિત સરેરાશ પ્રદર્શન ગુણોત્તર સાથે 30 વર્ષથી વધુનું અપેક્ષિત નજીવું જીવનકાળ ધરાવે છે. એસએચજે કોષો અને મોડ્યુલોની નિષ્ફળતા, પાવર લોસ અને ડિગ્રેડેશનને અસરગ્રસ્ત પરિમાણ (દા. ત.) દ્વારા વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટેજ, શોર્ટ-સર્કિટ કરંટ અને ફિલ ફેક્ટર). નુકસાન સામાન્ય રીતે નિષ્ક્રિયતાની ગુણવત્તામાં ઘટાડો અથવા ખામીઓની રજૂઆત દ્વારા થાય છે, જેના કારણે પુનઃસંયોજનમાં વધારો થાય છે. નુકસાન સામાન્ય રીતે ઓપ્ટિકલ નુકસાનને આભારી હોય છે, જેમાં શોષક દ્વારા ઓછો પ્રકાશ પકડવામાં આવે છે (જેમ કે શેડિંગ અથવા મોડ્યુલ માળખાને નુકસાન દ્વારા). નુકસાન સામાન્ય રીતે નિષ્ક્રિયતાના નુકસાનને આભારી છે, અને શ્રેણી પ્રતિકારમાં વધારો અથવા શન્ટ પ્રતિકારમાં ઘટાડો થાય છે. વી. ઓ. સી. નુકસાન ખામીઓ એવી જગ્યાઓ છે જ્યાં ચાર્જ કેરિયર્સ અજાણતાં "ફસાયેલા" બની શકે છે, જેનાથી તેઓ શોકલી-રીડ-હોલ પદ્ધતિ (એસ. આર. એચ. પુનઃસંયોજન) દ્વારા ફરીથી જોડાય તેવી શક્યતા વધારે છે. તેઓ ઇન્ટરફેસો (સપાટીનું પુનઃસંયોજન), સ્ફટિક અનાજ સીમાઓ અને અવ્યવસ્થાઓ અથવા અશુદ્ધિઓ પર અસ્તિત્વ ધરાવે તેવી શક્યતા છે. કાર્યક્ષમતામાં નુકસાનને રોકવા માટે, ખામીઓને નિષ્ક્રિય કરવી આવશ્યક છે (એટલે કે. રાસાયણિક અને વિદ્યુત તટસ્થ બને છે). સામાન્ય રીતે આ અંતરાલીય હાઇડ્રોજન સાથે ખામી ઇન્ટરફેસના બંધન દ્વારા થાય છે. એસએચજે કોષોમાં, હાઇડ્રોજનયુક્ત આંતરિક આકારહીન સિલિકોન શોષક સપાટી પર અસ્તિત્વમાં રહેલી ખામીઓને નિષ્ક્રિય કરવામાં ખૂબ જ અસરકારક છે. ખામીઓના વર્તનને સમજવું, અને સમય જતાં અને ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓમાં તેઓ હાઇડ્રોજન સાથે કેવી રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, તે એસએચજે સૌર કોષોની સ્થિરતા અને કામગીરી જાળવવા માટે નિર્ણાયક છે. 1977માં સ્ટેબલર-બ્રોન્સ્કી અસરની શોધ થઈ ત્યારથી આકારહીન સિલિકોન નેટવર્કમાં પ્રકાશ-સંવેદનશીલ ખામી નિષ્ક્રિયતાનું વર્તન અભ્યાસનો વિષય રહ્યો છે. સ્ટેબલર અને વ્રોન્સ્કીએ કેટલાક કલાકો સુધી પ્રકાશના સંપર્કમાં રહેવા પર આકારહીન સિલિકોનની પાતળી ફિલ્મોની પ્રકાશ વાહકતા અને શ્યામ વાહકતામાં ધીમે ધીમે ઘટાડો જોયો. આ અસર 150 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી ઉપરના તાપમાને ડાર્ક એનીલિંગ પર ઉલટાવી શકાય છે અને હાઇડ્રોજનયુક્ત આકારહીન સિલિકોન ઉપકરણોમાં ઉલટાવી શકાય તેવા પ્રકાશ-પ્રેરિત અધોગતિ (એલ. આઈ. ડી.) નું સામાન્ય ઉદાહરણ છે. નવા બેન્ડ ગેપ સ્ટેટ્સની રજૂઆત, જે વાહકના જીવનકાળમાં ઘટાડો કરે છે, તેને અધોગતિ પાછળની પદ્ધતિ તરીકે પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવી હતી. પછીના અભ્યાસોએ સ્ટેબલર-વ્રોન્સ્કી અસરમાં હાઇડ્રોજન સ્થળાંતર અને મેટાસ્ટેબલ હાઇડ્રોજન-ટ્રેપિંગ ખામીઓની ભૂમિકાની શોધ કરી છે. ઘણા ચલોમાં, સ્ટેબલર-વ્રોન્સ્કી અસરની ગતિશાસ્ત્ર અને હદ પાતળા પટલમાં સ્ફટિકીય કણના કદ અને પ્રકાશને પલાળતી રોશની પર આધારિત છે. કેટલાક આકારહીન સિલિકોન ઉપકરણો એલ. આઈ. ડી. દ્વારા વિપરીત અસરનું નિરીક્ષણ પણ કરી શકે છે, જેમ કે આકારહીન સિલિકોન સૌર કોષોમાં જોવા મળેલો વધારો અને ખાસ કરીને પ્રકાશને પલાળીને એસએચજે સૌર કોષો. કોબાયાશી, એટ અલ. (2016) સૂચવે છે કે આ ડોપ્ડ આકારહીન સિલિકોન પસંદગીના સંપર્કોના સંપર્કમાં હોય ત્યારે આંતરિક બફર સ્તરના ફર્મિ સ્તરને બેન્ડની ધારની નજીક ખસેડવાને કારણે છે, અને નોંધ્યું છે કે સ્કૂટો એટ અલ દ્વારા સ્ટેબલર-બ્રોન્સ્કી અસરનું સમાન ઉલટું અવલોકન કરવામાં આવ્યું હતું. (2015) જ્યારે હાઇડ્રોજનયુક્ત એ-સી ફોટોવોલ્ટેઇક ઉપકરણો રિવર્સ બાયસ હેઠળ હળવા-ભીના હતા. ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયા પછીના પગલામાં હેટેરોજંક્શન કોષોનું ઇરાદાપૂર્વક એનિલિંગ જીવનકાળમાં સુધારો કરી શકે છે અને સપાટીના પુનઃસંયોજન વેગમાં ઘટાડો કરી શકે છે. એવું સૂચવવામાં આવ્યું છે કે થર્મલ એનિલિંગ ઇન્ટર્સ્ટિશલ હાઇડ્રોજનને હેટેરોઇન્ટરફેસની નજીક ફેલાવવાનું કારણ બને છે, જેનાથી લટકતા બોન્ડની ખામીઓનું વધુ સંતૃપ્તિ થાય છે. એનીલિંગ દરમિયાન પ્રકાશનો ઉપયોગ કરીને આવી પ્રક્રિયામાં વધારો કરી શકાય છે, જો કે આ વાહકના જીવનકાળમાં સુધારો હાંસલ થાય તે પહેલાં અધઃપતનનું કારણ બની શકે છે, અને તેથી વ્યાપારી સેટિંગમાં સાવચેતીપૂર્વક ઓપ્ટિમાઇઝેશનની જરૂર છે. યુ. એન. એસ. ડબલ્યુ. દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલી ખામી ઘટાડવા માટેની ઇનલાઇન તકનીક, એડવાન્સ્ડ હાઇડ્રોજનેશન પ્રોસેસ (એ. એચ. પી.) માં ઊંચા તાપમાને પ્રકાશિત એનીલિંગ સહાયક છે. બોરોન-ઓક્સિજન જટિલ એલ. આઈ. ડી. ખામી એ સસ્તા પી-પ્રકારનાં વેફરની કાર્યક્ષમતા અને સ્થિરતા સાથે એક વ્યાપક સમસ્યા છે અને એસએચજે સબસ્ટ્રેટ્સ માટે એન-પ્રકાર પસંદ કરવાનું મુખ્ય કારણ છે. ઉન્નત હાઇડ્રોજન પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને બી-ઓ એલઆઇડી સામે વેફર્સને સ્થિર કરવામાં પરિવર્તનશીલ સફળતા અને વિશ્વસનીયતાના મુદ્દાઓ છે. તેથી એસ. એચ. જે. શોષકોમાં ઉપયોગ માટે આર્થિક રીતે શક્ય વૈકલ્પિક પી-પ્રકારનાં ડોપન્ટ તરીકે ગેલિયમની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે. ગેલિયમ ડોપ્ડ કોષો બોરોન કરતાં વધુ સ્થિરતા અને ઓછી ખામી ઘનતા માટે સંભવિત હોય છે, જેમાં સંશોધન જૂથો ગેલિયમ-ડોપ્ડ પી-પ્રકાર એસએચજે પર 730 એમવીથી વધુ હાંસલ કરે છે. જો કે, સીઝેડ-ઉગાડવામાં આવેલા સિલિકોન સાગોળમાં બોરોનની તુલનામાં ગેલિયમની અલગ કરવાની કાર્યક્ષમતા ઓછી હોય છે, તેથી તે ઓછી સાગોળની લંબાઈમાં એન-પ્રકાર જેવી જ સમસ્યા હોય છે. એફએફ લોસ ભરણ પરિબળ એ દર્શાવે છે કે ઓપન-અથવા શોર્ટ-સર્કિટ પરિસ્થિતિઓની તુલનામાં સૌર કોષ તેના મહત્તમ પાવર પોઇન્ટ પર કેટલું સારું પ્રદર્શન કરે છે. ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા સૌર કોષોમાં ભરણ પરિબળ કેટલાક મુખ્ય પરિબળોથી પ્રભાવિત થાય છેઃ શ્રેણી પ્રતિકાર; જથ્થાબંધ વાહક જીવનકાળ; સંતૃપ્તિ વર્તમાન ઘનતા; વેફર પ્રતિરોધકતા અને વેફર જાડાઈ. આ પરિબળો બદલામાં અને ડાયોડ આદર્શ પરિબળને અસર કરે છે. 86 ટકાથી વધુ ભરણ પરિબળ હાંસલ કરવા માટે, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા હેટેરોજંક્શન કોષમાં ખૂબ જ ઊંચો શન્ટ પ્રતિકાર, નગણ્ય શ્રેણી પ્રતિકાર, ખૂબ જ લાંબા લઘુમતી વાહક જીવનકાળ (~ 15 એમએસ) સાથે ઉચ્ચ ગુણવત્તાની બલ્ક સિલિકોન, ઉત્તમ નિષ્ક્રિયતા (0.8 એફએ/સે. મી. 2 ની નીચે સંતૃપ્તિ વર્તમાન ઘનતા) હોવી આવશ્યક છે. જ્યારે બલ્ક વેફર જીવનકાળ વધે છે ત્યારે ડાયોડ આદર્શ પરિબળ 2/3 સુધી પહોંચશે, જે સૂચવે છે કે જ્યારે બલ્ક ખામીની ઘનતા ખૂબ ઓછી હોય ત્યારે ઑગર પુનઃસંયોજન પ્રબળ પદ્ધતિ બની જાય છે. 1 કરતા ઓછું આદર્શ પરિબળ 86 ટકાથી વધુ ભરણ પરિબળોને સક્ષમ કરશે, જ્યાં સુધી જથ્થાબંધ જીવનકાળ ઊંચો હોય. જ્યારે વેફરની જાડાઈ ઓછી થાય છે ત્યારે ખૂબ ઊંચું જીવનકાળ પ્રાપ્ત કરવું સરળ બને છે. પૂરતા પ્રમાણમાં ઊંચા જીવનકાળે, જથ્થાબંધ ડોપિંગ સાંદ્રતામાં ઘટાડો કરવો પણ ફાયદાકારક છે (વેફરની પ્રતિકારકતામાં વધારો> 0.3·સે. મી.) જેમ કે વેફર ઉચ્ચ ઈન્જેક્શન શરતો હેઠળ હોય (ડોપન્ટ સાંદ્રતાની તુલનામાં ઉત્પન્ન વાહકોની સંખ્યા વધારે હોય છે). મોડ્યુલ ડિગ્રેડેશન સૌર મોડ્યુલો ભેજ, થર્મલ સાઇકલિંગ અને અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશ સહિત આઉટડોર સ્થાપનોમાં તૈનાત કરવામાં આવે ત્યારે વિવિધ તાણના સંપર્કમાં આવે છે. સૌર મોડ્યુલો દાયકાઓ સુધી સેવામાં રહેવાની અપેક્ષા રાખી શકાય છે, અને જો બિનહિસાબી હોય તો આ પરિબળો મોડ્યુલના જીવનકાળને ઘટાડી શકે છે. અધઃપતનની પદ્ધતિઓમાં ભંગાણ, ધીમે ધીમે કાટ અથવા ખામી સક્રિયકરણથી કોષમાં જ કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો; મોડ્યુલ સ્તરોની ડીલેમિનેશન; કોષ અથવા લેમિનેશનનું યુવી અધોગતિ; આવરણમાં રહેલા ભંગાણ અથવા વિકૃતિકરણ; અને ધાતુના વાહક (આંગળીઓ, બસબાર અને ટેબિંગ) ની નિષ્ફળતાનો સમાવેશ થાય છે. સંભવિત-પ્રેરિત અધોગતિ સંભવિત-પ્રેરિત અધોગતિ (પી. આઈ. ડી.) એ સૌર મોડ્યુલોમાં ઉચ્ચ વોલ્ટેજ તણાવને કારણે થતા અધોગતિને દર્શાવે છે. તે સૌર મોડ્યુલના અધઃપતનની પ્રાથમિક પદ્ધતિઓમાંની એક છે. શ્રેણીમાં મોડ્યુલોની સ્ટ્રિંગ્સ ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમમાં 1000 વી સુધી એકઠી કરી શકે છે, અને આવા સંભવિત તફાવત સૌર કોષો અને ગ્રાઉન્ડેડ મોડ્યુલ ફ્રેમ વચ્ચેના નાના અંતરે હાજર હોઈ શકે છે, જે લિકેજ કરંટનું કારણ બને છે. પી. આઈ. ડી. એ મુખ્યત્વે ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રક્રિયા છે જે સૌર મોડ્યુલ અને કોષોમાં કાટ અને આયન સ્થળાંતરનું કારણ બને છે, જે ભેજનું પ્રવેશ અને સપાટીના દૂષણ દ્વારા સરળ બને છે. સોડિયમ આયન, જે સોડા-ચૂનોના કાચમાંથી નીકળે છે તેવી શંકા છે, તે ખાસ કરીને સમસ્યારૂપ છે અને ભેજની હાજરીમાં (ઉચ્ચ વિદ્યુત ક્ષમતા વિના પણ) અધઃપતનનું કારણ બની શકે છે. આ પીવી સિસ્ટમની કાર્યક્ષમતા અને જીવનકાળમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે. પી. આઈ. ડી. તમામ પ્રકારના સ્ફટિકીય સિલિકોન સૌર કોષો, તેમજ પાતળા-ફિલ્મ સૌર કોષો, સી. આઈ. જી. એસ. કોષો અને સી. ડી. ટી. ઇ. કોષોમાં જોવા મળે છે. સંશોધનમાં, ખાસ કરીને પર્યાવરણીય ચેમ્બરમાં, નમૂનાના મોડ્યુલમાં ઉચ્ચ પૂર્વગ્રહ વોલ્ટેજ લાગુ કરીને ઝડપી વૃદ્ધત્વ પરીક્ષણોમાં પી. આઈ. ડી. ની નકલ કરી શકાય છે. એસએચજે કોષોમાં, પીઆઇડી મોટે ભાગે ઓપ્ટિકલ નુકસાનને કારણે થતા ઘટાડા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, અને અન્ય મોડ્યુલ તકનીકોમાં જોવા મળતા પીઆઇડીથી વિપરીત, પીઆઇડી મોટે ભાગે એસએચજે મોડ્યુલોમાં ઉલટાવી શકાય તેવું છે, જેમાં વિપરીત પૂર્વગ્રહ લાગુ કરવાથી માત્ર એક નાની પુનઃપ્રાપ્તિ થાય છે. આ સૂચવે છે કે પી. આઈ. ડી. ના કેટલાક ઘટકો એસએચજે મોડ્યુલોમાં એક અલગ પદ્ધતિ દ્વારા થાય છે. એવું સૂચવવામાં આવ્યું છે કે ટી. સી. ઓ. માં ઇન્ડિયમ ધાતુના અવક્ષેપને કારણે ઓપ્ટિકલ નુકસાન થાય છે. અધોગતિ પામેલા મોડ્યુલોએ કોષમાં ઊંડાણમાં સોડિયમ આયનોની ઉચ્ચ સાંદ્રતાને પણ માપી છે, જે નકારાત્મક પૂર્વગ્રહને કારણે થતા પી. આઈ. ડી. સાથે સુસંગત છે. એન્કેપ્સ્યુલન્ટ્સ એ થર્મોપ્લાસ્ટિક સામગ્રી છે જેનો ઉપયોગ સ્થિરતા માટે મોડ્યુલોમાં સૌર કોષોને આવરી લેવા માટે થાય છે. લેમિનેશન પ્રક્રિયામાં, કોષોને એન્કેપ્સ્યુલન્ટ ફિલ્મ વચ્ચે સેન્ડવિચ કરવામાં આવે છે અને તેને ઓગાળવામાં આવે છે. પરંપરાગત રીતે, સસ્તા કોપોલિમર ઇથિલિન-વિનાઇલ એસિટેટ (ઇ. વી. એ.) નો ઉપયોગ સ્ફટિકીય સિલિકોન મોડ્યુલોમાં આવરણ તરીકે કરવામાં આવે છે. લાંબા સમય સુધી ભેજનું સંપર્કમાં આવ્યા પછી, ઇ. વી. એ. ધાતુના ટર્મિનલ અથવા સૌર કોષની સપાટીને કચડી નાખવાની ક્ષમતા સાથે એસિટિક એસિડને હાઇડ્રોલાઇઝ અને લીચ કરી શકે છે. બિન-બાયફેસિયલ મોડ્યુલો ટેક્ષ્ચર ગ્લાસ ફ્રન્ટ અને યુવી-સ્ટેબિલાઇઝ્ડ પોલિમર (સામાન્ય રીતે પોલીવિનાઇલ ફ્લોરાઇડ) બેકશીટથી બનેલા હોય છે, જ્યારે બાયફેસિયલ મોડ્યુલો ગ્લાસ-ગ્લાસ હોવાની શક્યતા વધુ હોય છે. પોલિમર બેકશીટ, કાચ-કાચ મોડ્યુલો (જે ઇ. વી. એ. ના હાઇડ્રોલિસિસને સરળ બનાવે છે) કરતાં ભેજ દાખલ કરવા માટે વધુ પારગમ્ય હોવા છતાં, કથિત રીતે એસિટિક એસિડ માટે "શ્વાસ લેવા યોગ્ય" છે અને તેને વધવા દેતું નથી. એસએચજે-આધારિત મોડ્યુલો બાયફેશિયલ ગ્લાસ-ગ્લાસ હોવાની શક્યતા વધુ હોવાથી, એસિટિક એસિડના નિર્માણનું જોખમ વધારે હોવાનો દાવો કરવામાં આવે છે; જો કે ઉત્પાદકોએ શોધી કાઢ્યું છે કે ગ્લાસ-ગ્લાસ મોડ્યુલોની અભેદ્યતા સામાન્ય રીતે ઇ. વી. એ. ના અધઃપતનને રોકવા માટે પૂરતી છે, જેનાથી મોડ્યુલો ઝડપી વૃદ્ધત્વ પરીક્ષણો પાસ કરી શકે છે. કેટલાક અભ્યાસોમાં એવું પણ જાણવા મળ્યું છે કે કાચ-કાચનું બાંધકામ કાચની બેકશીટ સામે ઇ. વી. એ.-એન્કેપ્સ્યુલેટેડ મોડ્યુલોમાં અધઃપતનની હદ ઘટાડે છે. વધુમાં, એસએચજે કોષોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા આઇટીઓ એસિટિક એસિડ કોતરણી માટે સંવેદનશીલ હોઈ શકે છે, જેના કારણે નુકસાન થાય છે. ઊંચી કિંમત હોવા છતાં, પોલિઓલેફિન ઇલાસ્ટોમર્સ (પી. ઓ. ઈ.) જેવા એસિટેટ-મુક્ત આવરણ ઇ. વી. એ. ની સરખામણીમાં ભીના-ગરમી પરીક્ષણ પછી ઘટાડો દર્શાવે છે. લાંબા ગાળાના ઘટાડા અને CO2 પદચિહ્ન ઘટાડવાની સંભાવના સાથે એન્કેપ્સ્યુલન્ટ-મુક્ત મોડ્યુલ ડિઝાઇન પણ વિકસાવવામાં આવી છે. જો કે, આગળના કાચ અને આવરણ પૂરું પાડતા કોષ વચ્ચે ઓપ્ટિકલ જોડાણના અભાવને કારણે પ્રતિબિંબની ખોટ થઈ શકે છે. એન્કેપ્સ્યુલન્ટ ડિલેમિનેશન પી. ઓ. ઈ. ઇ. વી. એ. ની સરખામણીમાં પાણીના પ્રવેશ સામે વધુ પ્રતિકાર ધરાવે છે, અને તેથી પી. આઈ. ડી. અને અન્ય ભેજ સંબંધિત સમસ્યાઓને અટકાવે છે. જો કે, લેમિનેશનનો સમય લાંબો હોય છે, અને પી. ઓ. ઈ. અને કોષ અથવા કાચ વચ્ચેનું સંલગ્નતા ઇ. વી. એ. કરતા નીચું હોય છે. નબળા સંલગ્નતાથી એન્કેપ્સ્યુલન્ટનું ડિલેમિનેશન મોડ્યુલની નિષ્ફળતાનું કારણ બની શકે છે. તેથી, ઇ. પી. ઇ. (ઇ. વી. એ.-પી. ઓ. ઇ.-ઇ. વી. એ.) તરીકે ઓળખાતા ઇ. વી. એ. સાથે ત્રણ-સ્તરના સહ-નિષ્કર્ષિત પોલિમર આવરણમાં કેન્દ્ર સ્તર તરીકે પી. ઓ. ઇ. નો વધુને વધુ ઉપયોગ થાય છે, જેમાં બંને પોલિમરના ફાયદા સામેલ છે. યુવી સ્થિરતા યુવી પ્રકાશ મોડ્યુલ એન્કેપ્સ્યુલન્ટ્સ અને બેકશીટ્સના અધઃપતનનું કારણ બની શકે છે, જે વિકૃતિકરણ, ભંગાણ અને ડિલેમિનેશનનું કારણ બને છે જે મોડ્યુલના જીવનકાળ અને કામગીરીને ઘટાડે છે. યુવી શોષણ દ્વારા પેદા થતા ગરમ વાહકો પણ આવી સામગ્રીના ઓક્સિડેશનનું કારણ બની શકે છે. વધુમાં, હેટરોજંક્શન સહિત ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા સૌર કોષોમાં, યુવી નિષ્ક્રિયતામાં ફેરફારનું કારણ બને છે જે મોડ્યુલની કામગીરીમાં ઘટાડો કરી શકે છે. હેટેરોજંક્શન મોડ્યુલોના વિસ્તૃત યુવી પ્રકાશને પલાળીને સંકળાયેલા અભ્યાસો સૂચવે છે કે તેઓ પીઇઆરસી અથવા પીઇઆરટી મોડ્યુલો કરતાં યુવી નુકસાન માટે વધુ સંવેદનશીલ છે, જ્યાં ભરણ પરિબળ અને ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટેજમાં નોંધપાત્ર નુકસાન જોવા મળ્યું હતું. પ્રસ્તાવિત પદ્ધતિ હાઇડ્રોજનનું નિષ્ક્રિય સપાટી ઇન્ટરફેસોથી દૂર અને આકારહીન સ્તરોમાં પુનઃવિતરણ છે. યુવી કટ-ઓફ એન્કેપ્સ્યુલન્ટ ફિલ્મોનો ઉપયોગ એસએચજે કોષોને યુવી ડિગ્રેડેશનથી બચાવવા માટે કરવામાં આવે છે, જો કે આવી સામગ્રીમાંથી યુવી ઊર્જાનો ઉપયોગ સૌર કોષો દ્વારા થતો નથી. 2023માં, યુરોપીયમ/ડાયસ્પ્રોસિયમ-ડોપ્ડ સ્ટ્રોન્ટીયમ મેગ્નેશિયમ સિલિકેટ (Sr2-xMgSi2O7-x: Eu2 +, Dy3 +) જેવા યુવી ડાઉન-કન્વર્ટિંગ ફોસ્ફર્સ ધરાવતી એન્કૅપ્સ્યુલન્ટ ફિલ્મો હેટેરોજંક્શન સોલર સેલ એપ્લિકેશન્સ માટે રજૂ કરવામાં આવી હતી, જેમ કે EPE એન્કૅપ્સ્યુલન્ટ્સમાં. આવી સામગ્રી માત્ર યુવી ડિગ્રેડેશનથી જ રક્ષણ આપતી નથી પણ પેદા થયેલા દૃશ્યમાન ફોટોનમાંથી ઓપ્ટિકલ લાભ પણ આપે છે. ચાઇનીઝ હેટેરોજંક્શન એન્કેપ્સ્યુલન્ટ ઉત્પાદકો દ્વારા વ્યાવસાયિક ઉપયોગ માટે આવી ફિલ્મોની તપાસ કરવામાં આવી રહી છે જ્યાં 60-સેલ મોડ્યુલોના પરીક્ષણોમાં યુવી-કન્વર્ટિંગ ફિલ્મનો ઉપયોગ કરીને 5 વોટ (આશરે 1.5 ટકા) ની શક્તિમાં વધારો જોવા મળ્યો હતો. શબ્દકોષ હેટેરોજંક્શન સૌર કોષો સાથે સંકળાયેલા શબ્દોની નીચેની શબ્દાવલિ છે. સંદર્ભો સૌર કોષો