Негізгі техникалық талаптар.
1.Бастапқы материал химиялық таза және тұрақты қасиеттермен болуы керек.
2.Фотоэлементтер көп мөлшерде арзан бағаға жасалуы керек. Материалды дайындау процессі және жоғары дәлдікпен жасау үшін жалпы бақылаумен қамтамасыз ету керек.
3.Күн элементтері қоршаған орта жағдайында кем дегенде 20 жыл қызмет етуі керек. Ескере кетсек, фотоэлементтің жұмыстық температурасы күн сәулесінің концентрациясы болмаған кезде де -30-дан +200ос аралығында болуы мүмкін. Электрлік байланыстар барлық коррозия түрлерінен қорғалуы керек. Құрылғы суға төзімді болуы керек.
4.Конструкцияда бұл элементтің істен шығуы барлық жүйенің бұзылуына алып келмеуі керек. Ол үшін бір элементтің бұзылуы басқа элементтерге әсер етпеуі үшін, паралель және тізбектей қосылыстар қолданылады.
5.Құрама модульдер алыс, шалғай аудандарда тасымалдауға қолайлы болуы керек.
Кристалл өсіру.Монокристалды алу үшін поликристалл түріндегі поликристалдық дайындау (загатовка) түріндегі жоғарғы таза электронды материалдар пайдаланылады, олардың қоспа концентрациясы 109 бір атомнан кем болуы керек, яғни 1м3-қа 1018адамдардан кем.
Чохральский әдісі. Бұл мнокристалды өсірудің жақсы өнделген тәсілі. Бұл тәсіл бойынша кристалл ұрығын балқыған материалға салады (7.20а сурет). Қоспалар балқыламаға қосылады (мысалы:бор р-типті монокристалдық температура алу үшін акцептор қолданылады). Ұрықтан пайда болған кристалл балқыламадан итеріліп шығады. Бұл кристалдың диаметрі 15 см-ға дейін жетеді. Осы әдіспен өсірілген монокристалл қалыңдығы 300мкм болатын бөліктерге кесіледі. Осыдан кейін кристаллдық материалдың 40-50% шығарылады, бұл монокристалды өсірудің тиімділігін көрсетеді.
Зонная плавка (рекристаллизация).Поликристаллды материалды өзекше пішінді қылып жасайды. Жоғарғы жиілікті токтың немесе лазердің әсерінен балқу аймағы өзекшенің жанынан өтеді(7,20 б сурет). Бұл процесс материалды тазартып, монокристалл қалыптастырады. Монокристаллды басқа әдістердегідей кесіп өңдеу керек.
Ленталы әдіс. Бұл әдісте кристалл кесілмейді және одан қалдықтар қалмайды, өйткені бірден қалыңдығы 300 мкм және ені 10см болатын монокристалды лента өсіріледі (7,20 в сурет). Лента үлкен диаметрлі барабанға оралып сақталуы мүмкін. Одан фотоэлемент дайындау үшін қажетті мөлшерде кристалл кесіліп алынады.
Ваккумды тозаңдату(напыление). Бұл әдіс фотоэлемент дайындаудың әртүрлі кезеңдерінде қолданылады, мысалы Шоттки диодты металдардың беткі қабатын қалыптастыру үшін қолдынылады. Кремниді ваккумды тозаңдату қиын және әр кезде табысты аяқталмайды.
Литье(құйма).Бұл әдіс бойынша поликристаллды материал жасалады. Осы процесстің арзан болуы пайда болған фотоэлементтің төмен тиімділігін өтей алады.
Жұқа қабаттарды өңдеу. Қалыңдығы 300-400 мкм пленкалар химиялық өңделеді. Беткі қабатқа донорлардың диффузия процессі кезінде (мысалы, фосфор) n-типті материалдың жұқа қабықшасы қалыптасады. Тәсілдердің бірі ваккумдық камерада пленканы 1000 С-ға дейін қыздырып, оған P2 O5 –ті жіберу болып табылады, бірақ көбінесе пленкаларды азотты атмосферада қыздырып оған POCl3 -ды қосады.
Электр байланыстарының торларын қалыптастыру үшін фотолитография әдісі қолданылады. Кремнилік төмен алды байланыс жасау үшін ең алдымен титанды буландырады, одан кейін паладийдің өте жұқа қабықшасын титан мен күмістің өзара химиялық әрекеттесуін ескерту үшін буландырады, оның қабықшасын ток өткізгіш тор алу үшін ең соңғы тұндырады. Басқа тәсілдер гальваникалық мен босқа орнатуға негізделген.
Вакуумдық буландыру процессінде ең соңғы болып шағылдырмау қабаттары салынады. Аl Диффузия процессінде элементтің сыртқы қабатында Р-типті материалда қосымша потенциалдық барьеа пайда болады. Р+-тен. Оған беткі қабатқа салыстырмалы түрде металдық электр байланыстары салынады. Құрылымды қабаттарға шағылдырмау қасиетін химиялық құю арқылы жасайды.
Модульдер мен тізбектер. Жекелеген ауданы шамамен 10х10см2 болатын фотоэлементтерді әр 30 шт. Модульге жинайды. Әр модуль 3-5 қатардан тізбектей қосылған элекменттерден тұрады. Бұнлай құрылғы 15В ЭҚК береді, ал 12В-қа дейінгі батареяларды зарядтауға жетеді. (егер осындай батареялар арнайы фотоэлектрлік тізбектерге қолдануға жасалса жақсы болады).
Дөңгелек фотоэлементтерді тығыз құрастырылуы кезінде модульді ауданның 15% шығындалады. Элементтерді ультракүлгін сәлені өткізбейтін пластиктан жасалған мөлдір алдыңғы қақпақпен артқы қабаттағы термиялық кедергісі төмен пластина арасындағы инертті толықтырғышта орналасады. Қақпақ тығыз бекітіліп дәнекерленген және қоршаған ортаның кез-келген жағдайында су өткізбейтін болу керек.