Sous: pv-manufacturing.org
Monocrystalline silicon (mono-Si oswa c-Si) se silikon ki konsiste de yon kristal kontinyel solid. Silikon an grandi pou fotovoltaik (PV) aplikasyon yo grandi nan yon fom silendrik ak yon dyamet tipik nan pous 8 (~ 200 mm). Sifas sifas silenn lan Le sa a, te eseye fe yon fom pseudo-kare. Engos sa yo ka prepare kom swa entrinsik,p-tape doped oswanou-kalite doped silicon.P-kalite doping se tipikman reyalize le li sevi avek boron pandan yo apnou-kalite doping reyalize le li sevi avek fosfo. Selil sole fabrike soti nan mono-Si konprann yon estime 35 %(30%p-kalite ak 5%nou-kalite) nan tout silikon waf ki baze sou selil sole. Epese a tipik nan mono-Si itilize pwodiksyon selil PV sole se nan seri a 160-190 μm. Nan 2019, pi gwo mono-Silicon manifakti a waf silicon te Xi'yon Longi Silicon Materyel Corporation.
Metod Cz la-yo te rele apre Jan Czochralski-se metod ki pi komen nan pwodiksyon mono-Si. Metod sa a gen yon relativman ba rezistans temik estres, tan pwosesis kout, ak relativman pri ki ba. Silisyom nan grandi atrave pwosesis la Cz tou karakterize pa yon konsantrasyon relativman segonde oksijen ki ka ede enten ap resevwa nan enpurte. Estanda endistri dyamet kristal la se soti nan 75-210 mm ak yon<100>oryantasyon kristallografik. Segonde polisilicon pite (materyel klas sole) materyel ak dopant adisyonel, ki pi souvan boron (poup-kalite doping) oswa fosfo (pounou-kalite doping) yo itilize kom feedstock la pou pwosesis la. Yon sel kristal silisyom grenn yo mete sou sifas la, vire ak piti piti trase anwo. Sa a trase silik la molten soti nan fonn lan pou ke li ka solidifye nan yon kristal kontinyel sel soti nan pitit pitit la. Tanperati a ak vites la rale ak anpil atansyon a ajiste elimine dislokasyon nan kristal la, ki ka pwodwi pa grenn / fonn kontak chok la. Kontwole vites la kapab tou afekte dyamet la nan kristal la. Oksijen tipik ak konsantrasyon kabon yo se [O] ≈ 5-10 × 1017cm-3ak [C] ≈ 5-10 × 1015cm-3, respektivman. Akoz varyablite solibilite nan oksijen nan silikon (soti nan 1018cm-3nan pwen an ki ap fonn silikon nan plizye lod nan grande pi ba nan tanperati chanm), oksijen ka presipitasyon. Oksijen an ki pa presipite ka vin elektrikman defektye aktif, ak plis, donate yo temik soti nan oksijen nan ka afekte rezistans la nan materyel la. Altenativman, presipite oksijen ka fasilite yon agrandi enten nan enpurte. Fom nan entestiel nan oksijen [Omwen] nan boron-dopedp-kalite silicon ka afekte pefomans nan silisyom nan. Anba ekleraj oswa piki aktyel la, fom oksijen entestiel laboron-oksijen defekte ak dopant nan background, boron. Sa a se li te ye diminye efikasite nan yon selil sole konple pa jiska 10% fanmi.
Yon lot dezavantaj nan pwosesis la Cz estanda se lefet ke distribisyon an dopant se pa inifom sou engo la paske koefisyan an segregasyon nan fe (0.8) ak fosfo (0.3) se pa inite. Sa a rezilta nan yon konsantrasyon relativman ba dopant, pakonsekan pi wo rezistivite, nan komansman an nan pwosesis la rale Cz ak yon konsantrasyon pi wo dopant, pakonsekan pi ba rezistivite, nan direksyon pou fen pwosesis la rale. Akoz pwosesis segregasyon relativman ba nan fosfo, sa se sitou yon pwoblem pounou-kalite mono-Si sa ki lakoz yon seri rezistans laje pounou-kalite ingos.
Pwosesis la Cz ak ki vin apre engout ak pwosesis koupe waf la montre nan animasyon ki anba a.
Yon lot varyant nan pwosesis la Cz se pwosesis la Cz kontinyel. Nan pwosesis la Cz kontinyel, se nouvo materyel ajoute nan fonn lan pandan engo-rale. Sa a pemet pou kritik siyifikativman fon, diminye enteraksyon an ak mi yo kritik, epi tou li pemet ou kontwole konsantrasyon nan dopant nan fonn lan ak konsekans konsantrasyon dopant nan ingo a ka konstan. Sa a ka konsa mennen nan pi plis inifom inifom an tem de rezistans ki yo tou pi long ke ou pa gen okenn anko limite a volim nan fonn komanse. Yon dezavantaj nan metod la Cz kontinyel se, sepandan, sa enpurte ak yon koyefisyan ki ba segregasyon ka bati moute nan fonn lan ki kapab lakoz nan konsantrasyon segonde nan pati ki pita nan pwosesis la rale.
CZ (Czochralski) Monocrystalline Silicon Sole Wafer
