Mae effeithlonrwydd celloedd solar yn cael ei leihau pan fydd parau electron-twll yn ailgyfuno cyn y gellir eu defnyddio'n effeithiol. Pan fydd y lled-ddargludydd yn amsugno golau ar y donfedd briodol, cynhyrchir parau electron-twll. O dan oleuadau, mae crynodiad y cludwr yn y deunydd yn fwy na'i werth ecwilibriwm. Unwaith y bydd y ffynhonnell golau yn cael ei thynnu, mae crynodiad y cludwr yn dadfeilio'n ôl i'w gyflwr ecwilibriwm mewn proses a elwir yn gyffredin yn ailgyfuno. Isod mae sawl mecanwaith ailgyfuno gwahanol:
1. Ailgyfuniad Ymbelydrol
Ailgyfuno ymbelydrol yw gwrthwyneb y broses amsugno golau, lle mae electron yn trawsnewid o gyflwr ynni uchel yn ôl i gyflwr ynni is, gan ryddhau'r ynni gormodol fel golau. Mae'r math hwn o ailgyfuno yn arwyddocaol mewn laserau lled-ddargludyddion a deuodau allyrru golau (LEDs) ond nid yw'n amlwg mewn celloedd solar silicon.
2. Ailgyfuno Auger
Ailgyfuno awgwr yw'r broses wrthdro o ïoneiddio effaith. Pan fydd electron a thwll yn ailgyfuno, mae'r egni gormodol yn cael ei drosglwyddo i electron arall yn lle cael ei ryddhau fel golau. Yna mae'r electron cyffrous yn ymlacio yn ôl i'w gyflwr gwreiddiol, gan ryddhau ffononau (egni dirgryniadol). Mae ailgyfuno awgwr yn dod yn arbennig o amlwg mewn deunyddiau sydd wedi'u dopio'n drwm, yn enwedig pan fydd crynodiad yr amhuredd yn fwy na 10¹⁷ cm⁻³, gan ei wneud y broses ailgyfuno fwyaf amlwg mewn achosion o'r fath.
3. Ailgyfuno â Chymorth Trap
Mae amhureddau a diffygion mewn lled-ddargludyddion yn creu lefelau egni a ganiateir o fewn y bwlch band gwaharddedig. Mae'r lefelau egni diffyg hyn yn hwyluso proses ailgyfuno dau gam: mae electron yn ymlacio yn gyntaf o'r band dargludiad i'r lefel diffyg ac yna i'r band falens, lle mae'n ailgyfuno â thwll. Mae'r broses hon yn hynod effeithiol wrth hyrwyddo ailgyfuno a gall effeithio'n sylweddol ar berfformiad celloedd solar.
4. Ailgyfuno Arwyneb
Gellir gweld wyneb lled-ddargludydd fel ardal â chrynodiad uchel o ddiffygion oherwydd terfyniad strwythur y grisial. Mae'r diffygion wyneb hyn yn creu nifer o gyflyrau ynni o fewn y bwlch band gwaharddedig, lle gall ailgyfuno ddigwydd yn hawdd. Mae ailgyfuno wyneb yn ffactor arwyddocaol oherwydd bod strwythur y grisial ar yr wyneb yn afreolaidd iawn, gan wneud ailgyfuno yn fwy tebygol o ddigwydd yn y rhanbarthau hyn.
Casgliad
Mewn celloedd solar ymarferol, mae'r mecanweithiau ailgyfuno hyn yn cyfrannu at golledion perfformiad cyffredinol. Y dasg i ddylunwyr celloedd yw lleihau'r colledion hyn i wella effeithlonrwydd. Mae pob proses ailgyfuno yn cyflwyno heriau gwahanol, ac mae goresgyn y rhain trwy ddewis deunyddiau, goddefiant arwyneb, a lefelau dopio wedi'u optimeiddio yn hanfodol ar gyfer gwella perfformiad celloedd solar. Yn ogystal, mae nodweddion dylunio gwahanol yn gwahaniaethu gwahanol gelloedd solar masnachol yn y farchnad, gan ddylanwadu ar eu heffeithlonrwydd a'u potensial cymhwysiad.
