Processen att odla en enkristall för monokristallina solceller är känd som Czochralski-metoden (Cz). Här är en steg-för-steg förklaring av processen:
Val av råmaterial: Processen börjar med valet av ett högrent kisel som råmaterial. Kisel används ofta i solcellstillverkning på grund av dess halvledande egenskaper.
Smältande kisel: Det valda kislet värms sedan upp i en degel tills det når sin smältpunkt, som är cirka 1 414 grader Celsius (2 577 grader Fahrenheit).
Frökristallberedning: En liten enkristall av kisel, ofta kallad frökristall, förbereds noggrant. Denna frökristall är vanligtvis fäst vid en stav som kallas "frökristallfäste".
Doppning av frökristall: Frökristallen doppas i det smälta kislet, och när den långsamt dras ut, stelnar ett tunt lager av kisel på frökristallen. Detta initiala lager antar fröets kristallstruktur.
Kristalltillväxt: Frökristallen, nu belagd med ett tunt lager av kisel, roteras och dras uppåt från det smälta kislet. Denna process tillåter en större enkristall att växa på fröet, med atomer i linje i en högordnad, monokristallin struktur.
Kontrollerad kylning: När kristallen växer kontrolleras temperaturen noggrant för att upprätthålla de förhållanden som krävs för en enskild kristallstruktur. Denna långsamma nedkylningsprocess är avgörande för att uppnå en hög nivå av kristallrenhet och enhetlighet.
Bildning av göt: Resultatet är ett cylindriskt göt av monokristallint kisel, med frökristallen i ena änden och den nyväxta monokristallina strukturen som sträcker sig längs götet.
Götskiva: Den monokristallint kisel götet skivas sedan i tunna rån med en diamantsåg. Dessa wafers kommer att vara byggstenarna för individuella solceller.
Ytbehandling: Skivorna genomgår olika ytbehandlingar, inklusive polering och rengöring, för att förbereda dem för tillverkning av solceller.
Tillverkning av solceller: De monokristallina kiselskivorna bearbetas sedan för att skapa solceller. Detta involverar tillsats av dopmedel för att skapa de önskade halvledaregenskaperna, applicering av antireflekterande beläggningar och inkorporering av elektriska kontakter.
Czochralski-metoden möjliggör produktion av stora, högkvalitativa monokristallina kiselskivor, vilket gör den till en mycket använd teknik vid tillverkning av monokristallina solceller.
