Procesul de creștere a unui singur cristal pentru celulele solare monocristaline este cunoscut sub numele de metoda Czochralski (Cz). Iată o explicație pas cu pas a procesului:
Selectarea materiei prime: Procesul începe cu selectarea unui siliciu de înaltă puritate ca materie primă. Siliciul este utilizat în mod obișnuit în fabricarea celulelor solare datorită proprietăților sale semiconductoare.
Topirea siliciului: Siliciul selectat este apoi încălzit într-un creuzet până când atinge punctul său de topire, care este în jur de 1.414 grade Celsius (2.577 grade Fahrenheit).
Pregătirea cristalelor de semințe: Un singur cristal mic de siliciu, adesea denumit cristal semințe, este pregătit cu atenție. Acest cristal de sămânță este în mod obișnuit atașat de o tijă numită „montură de cristal de sămânță”.
Cufundarea cristalului de semințe: Cristalul de semințe este scufundat în siliciul topit și, pe măsură ce este retras încet, un strat subțire de siliciu se solidifică pe cristalul de semințe. Acest strat inițial adoptă structura cristalină a seminței.
Creșterea cristalelor: cristalul de sămânță, acum acoperit cu un strat subțire de siliciu, este rotit și tras în sus din siliciul topit. Acest proces permite un singur cristal mai mare să crească pe sămânță, cu atomii aliniați într-o structură monocristalină foarte ordonată.
Răcire controlată: Pe măsură ce cristalul crește, temperatura este controlată cu atenție pentru a menține condițiile necesare pentru o singură structură cristalină. Acest proces lent de răcire este crucial pentru atingerea unui nivel ridicat de puritate și uniformitate a cristalului.
Formarea lingoului: Rezultatul este un lingou cilindric de siliciu monocristalin, cu cristalul de sămânță la un capăt și structura monocristalină nou crescută extinzându-se de-a lungul lungimii lingoului.
Tăierea lingoului: The siliciu monocristalin lingoul este apoi feliat în napolitane subțiri folosind un ferăstrău cu diamant. Aceste napolitane vor fi elementele de bază ale celulelor solare individuale.
Tratarea suprafeței: Napolitanele suferă diferite tratamente de suprafață, inclusiv lustruire și curățare, pentru a le pregăti pentru fabricarea celulelor solare.
Fabricarea celulelor solare: Placile de siliciu monocristalin sunt apoi procesate pentru a crea celule solare. Aceasta implică adăugarea de dopanți pentru a crea proprietățile semiconductoare dorite, aplicarea de acoperiri anti-reflex și încorporarea contactelor electrice.
Metoda Czochralski permite producerea de plachete mari de siliciu monocristalin de înaltă calitate, ceea ce o face o tehnică utilizată pe scară largă în fabricarea celulelor solare monocristaline.
