La efikeco de sunĉeloj reduktiĝas kiam elektron-truaj paroj rekombiniĝas antaŭ ol ili povas esti efike utiligitaj. Kiam la duonkonduktaĵo absorbas lumon je la taŭga ondolongo, elektron-truaj paroj generiĝas. Sub lumigo, la koncentriĝo de portantoj en la materialo superas sian ekvilibran valoron. Post kiam la lumfonto estas forigita, la koncentriĝo de portantoj malkreskas reen al sia ekvilibra stato en procezo ofte nomata rekombinado. Jen pluraj malsamaj rekombinaj mekanismoj:
1. Radiativa Rekombinado
Radia rekombinado estas la inverso de la lumsorba procezo, kie elektrono transiras de alt-energia stato reen al pli malalta energia stato, liberigante la troan energion kiel lumon. Ĉi tiu tipo de rekombinado estas signifa en duonkonduktaĵaj laseroj kaj lum-elsendantaj diodoj (LEDoj), sed ne estas domina en siliciaj sunĉeloj.
2. Auger-Rekombinado
Auger-rekombinado estas la inversa procezo de frapa jonigo. Kiam elektrono kaj truo rekombiniĝas, la troa energio transdoniĝas al alia elektrono anstataŭ esti liberigita kiel lumo. La ekscitita elektrono tiam malstreĉiĝas reen al sia originala stato, liberigante fonononojn (vibra energio). Auger-rekombinado fariĝas aparte okulfrapa en forte dopitaj materialoj, precipe kiam la malpuraĵa koncentriĝo superas 10¹⁷ cm⁻³, igante ĝin la domina rekombinada procezo en tiaj kazoj.
3. Kaptil-Helpata Rekombinado
Malpuraĵoj kaj difektoj en duonkonduktaĵoj kreas permesitajn energinivelojn ene de la malpermesita bendbreĉo. Ĉi tiuj difektaj energiniveloj faciligas du-ŝtupan rekombinan procezon: elektrono unue malstreĉiĝas de la kondukta bendo al la difekta nivelo kaj poste al la valenta bendo, kie ĝi rekombiniĝas kun truo. Ĉi tiu procezo estas tre efika por antaŭenigi rekombinadon kaj povas signife influi la funkciadon de sunĉeloj.
4. Surfaca Rekombinado
La surfaco de duonkonduktaĵo povas esti vidata kiel areo kun alta koncentriĝo de difektoj pro la fino de la kristalstrukturo. Ĉi tiuj surfacaj difektoj kreas multajn energistatojn ene de la malpermesita bendbreĉo, kie rekombinado povas facile okazi. Surfaca rekombinado estas signifa faktoro ĉar la kristalstrukturo ĉe la surfaco estas tre neregula, kio pliigas la probablecon de rekombinado en ĉi tiuj regionoj.
Konkludo
En praktikaj sunĉeloj, ĉi tiuj rekombinigaj mekanismoj kontribuas al ĝeneralaj perdoj de rendimento. La tasko por ĉeldizajnistoj estas minimumigi ĉi tiujn perdojn por plibonigi efikecon. Ĉiu rekombiniga procezo prezentas malsamajn defiojn, kaj superi ilin per materiala elekto, surfaca pasivigo kaj optimumigitaj dopniveloj estas esenca por plibonigi la rendimenton de sunĉeloj. Krome, apartaj dezajnaj trajtoj diferencigas diversajn komercajn sunĉelojn sur la merkato, influante ilian efikecon kaj aplikan potencialon.
