Efisiensi sel surya mudhun nalika pasangan elektron-lubang gabung maneh sadurunge bisa digunakake kanthi efektif. Nalika semikonduktor nyerep cahya ing dawa gelombang sing cocog, pasangan elektron-lubang diasilake. Ing sangisore cahya, konsentrasi pembawa ing materi ngluwihi nilai keseimbangane. Sawise sumber cahya dicopot, konsentrasi pembawa bakal bali menyang kahanan keseimbangane ing proses sing umum diarani rekombinasi. Ing ngisor iki ana sawetara mekanisme rekombinasi sing beda:
1. Rekombinasi Radiatif
Rekombinasi radiatif iku kosok baline saka proses panyerepan cahya, ing ngendi elektron transisi saka kahanan energi dhuwur bali menyang kahanan energi sing luwih endhek, ngeculake energi sing berlebihan minangka cahya. Jinis rekombinasi iki penting ing laser semikonduktor lan dioda pemancar cahya (LED) nanging ora dominan ing sel surya silikon.
2. Rekombinasi Auger
Rekombinasi auger iku proses kosok baline saka ionisasi impak. Nalika elektron lan bolongan rekombinasi, energi sing berlebihan ditransfer menyang elektron liyane tinimbang dibebasake minangka cahya. Elektron sing tereksitasi banjur rileks bali menyang kahanan asline, ngeculake fonon (energi getaran). Rekombinasi auger dadi luwih jelas ing bahan sing didoping akeh, utamane nalika konsentrasi pengotor ngluwihi 10¹⁷ cm⁻³, dadi proses rekombinasi sing dominan ing kasus kasebut.
3. Rekombinasi sing Dibantu Jebakan
Kotoran lan cacat ing semikonduktor nggawe tingkat energi sing diidinake ing celah pita sing dilarang. Tingkat energi cacat iki nggampangake proses rekombinasi rong langkah: elektron pisanan ngendhokke saka pita konduksi menyang tingkat cacat lan banjur menyang pita valensi, ing ngendi elektron kasebut gabung maneh karo bolongan. Proses iki efektif banget kanggo ningkatake rekombinasi lan bisa mengaruhi kinerja sel surya kanthi signifikan.
4. Rekombinasi Permukaan
Permukaan semikonduktor bisa dideleng minangka area kanthi konsentrasi cacat sing dhuwur amarga terminasi struktur kristal. Cacat permukaan iki nggawe akeh kahanan energi ing celah pita sing dilarang, ing ngendi rekombinasi bisa kedadeyan kanthi gampang. Rekombinasi permukaan minangka faktor sing penting amarga struktur kristal ing permukaan ora teratur banget, saengga rekombinasi luwih cenderung kedadeyan ing wilayah kasebut.
Dudutan
Ing sel surya praktis, mekanisme rekombinasi iki nyumbang kanggo kerugian kinerja sakabèhé. Tugas kanggo desainer sel yaiku kanggo nyilikake kerugian kasebut kanggo ningkatake efisiensi. Saben proses rekombinasi menehi tantangan sing beda-beda, lan ngatasi iki liwat pemilihan bahan, pasivasi permukaan, lan tingkat doping sing dioptimalake penting kanggo ningkatake kinerja sel surya. Kajaba iku, fitur desain sing beda-beda mbedakake macem-macem sel surya komersial ing pasar, sing mengaruhi efisiensi lan potensial aplikasi.
