Sors: pv-manufacturing.org
Silikon monokristallin (mono-Si jew c-Si) huwa silikon li jikkonsisti f'kristall wieħed solidu kontinwu. Is-silikon imkabbar għal applikazzjonijiet fotovoltajċi (PV) huwa mkabbar f'forma ċilindrika b'dijametru tipiku ta '8 pulzieri (~ 200 mm). Il-wiċċ taċ-ċilindru huwa mbagħad mirqum biex jagħmel forma psewdo-kwadra. Dawn l-ingotti jistgħu jiġu ppreparati jew bħala intrinsiċi,p-tip doped jewnsilikon iddopjat tat-tip.Pit-tip doping jinkiseb tipikament bl-użu tal-boron waqt linit-tip doping jinkiseb bl-użu tal-fosfru. Iċ-ċelloli solari manifatturati minn mono-Si jinkludu madwar 35% (30%)p-tip u 5%n-tip) taċ-ċelloli solari kollha bbażati fuq wejfer tas-silikon. Il-ħxuna tipika tal-produzzjoni taċ-ċelloli solari PV użati mill-mono-Si hija fil-medda ta '160-190μm. Fl-2019, l-akbar manifattur tal-wejfer tas-silikon mono-Si kien Xi'an Longi Silicon Materials Corporation.
Il-metodu Cz - imsemmi wara Jan Czochralski - huwa l-iktar metodu komuni ta 'produzzjoni ta' mono-Si. Dan il-metodu għandu reżistenza għall-istress termali relattivament baxx, ħin ta 'proċessar qasir, u spiża relattivament baxxa. Is-silikon imkabbar permezz tal-proċess Cz huwa kkaratterizzat ukoll minn konċentrazzjoni ta 'ossiġenu relattivament għolja li tista' tgħin biex tinġibed internament l-impuritajiet. L-istandard tal-industrija tad-dijametru tal-kristall huwa minn 75‑210mm b'GG lt; 100> orjentazzjoni kristallografika. Materjal ta 'polisilikon ta' purità għolja (silikon ta 'grad solari) b'dopanti addizzjonali, l - iktar komunement boron (għalp-toping tat-tip) jew fosfru (għalndoping tat-tip) jintuża bħala materja prima għall-proċess. Żerriegħa tas-silikon tal-kristall wieħed titqiegħed fuq il-wiċċ, tiddawwar u tinġibed gradwalment 'il fuq. Dan jiġbed is-silikon imdewweb mit-tidwib sabiex ikun jista 'jissolidifika f'kristall wieħed kontinwu miż-żerriegħa. It-temperatura u l-veloċità tal-ġbid huma aġġustati bir-reqqa biex telimina d-dislokazzjoni fil-kristall, li tista 'tiġi ġġenerata mix-xokk tal-kuntatt taż-żerriegħa / tidwib. Il-kontroll tal-veloċità jista 'jaffettwa wkoll id-dijametru tal-kristall. Il-konċentrazzjonijiet tipiċi ta 'ossiġnu u karbonju huma [O] ‑5-10 × 1017cm-3u [C] ≈5-10 × 1015cm-3, rispettivament. Minħabba l - varjabilità tas - solubilità ta 'l - ossiġnu fis - silikon (minn 10%)18cm-3fil-punt tat-tidwib tas-silikon għal diversi ordnijiet ta 'kobor aktar baxxi f'temperatura tal-kamra), l-ossiġenu jista' jippreċipita. L-ossiġnu li mhux preċipitat jista 'jsir difetti attivi elettrikament, u barra minn hekk, id-donaturi termali mill-ossiġnu jistgħu jaffettwaw ir-reżistività tal-materjal. Alternattivament, l-ossiġenu preċipitat jista 'jiffaċilita l-ġbir intern ta' impuritajiet. Il-forma interstizjali tal-ossiġenu [Oi] fil-boron-dopedp-silikon tat-tip jista 'jaffettwa severament il-prestazzjoni tas-silikon. Taħt illuminazzjoni jew injezzjoni tal-kurrent, l-ossiġnu interstizjali jifforma adifett boron-ossiġenu bid-dopant fl-isfond, boron. Dan huwa magħruf li jnaqqas l-effiċjenza ta 'ċellula solari kompluta sa 10% relattiv.
Żvantaġġ ieħor tal-proċess standard Cz huwa l-fatt li d-distribuzzjoni tad-dopant mhix uniformi tul l-ingott minħabba li l-koeffiċjent tas-segregazzjoni tal-boron (0.8) u tal-fosfru (0.3) mhumiex unità. Dan jirriżulta f'konċentrazzjoni ta 'dopant relattivament baxxa, għalhekk reżistività ogħla, fil-bidu tal-proċess ta' ġbid ta 'Cz u konċentrazzjoni ta' dopant ogħla, għalhekk reżistività aktar baxxa, lejn it-tmiem tal-proċess ta 'ġbid. Minħabba l-proċess ta 'segregazzjoni relattivament baxx tal-fosfru, din hija prinċipalment kwistjoni għaln-tip mono-Si li jirriżulta f'firxa wiesgħa ta 'reżistività għaln-ingotti tat-tip.
Il-proċess Cz u l-proċess sussegwenti tat-tqattigħ ta 'l-ingott u l-wejfer huwa muri fl-animazzjoni hawn taħt.
Varjant ieħor tal-proċess Cz huwa l-proċess Cz kontinwu. Fil-proċess Cz kontinwu, jiżdied materjal ġdid mat-tidwib waqt il-ġbid tal-ingott. Dan jippermetti griġjoli inqas baxxi b'mod sinifikanti, u jnaqqas l-interazzjoni mal-ħitan tal-griġjol, u jippermettilek ukoll li tikkontrolla l-konċentrazzjoni tad-dopant fit-tidwib u konsegwentement il-konċentrazzjoni tad-dopant fl-ingott tista 'tkun kostanti. Dan jista 'għalhekk iwassal għal ingotti ħafna iktar uniformi f'termini ta' reżistività li huma wkoll itwal peress li m'għadekx limitat għall-volum tal-bidu tat-tidwib. Żvantaġġ tal-metodu Cz kontinwu huwa, madankollu, li impuritajiet b'koeffiċjent ta 'segregazzjoni baxx jistgħu jinbnew fit-tidwib li jirriżulta f'konċentrazzjonijiet għoljin fl-aħħar parti tal-proċess ta' ġbid.
CZ (Czochralski) Wafer Solari tas-Silikon Monokristallin
