Ffynhonnell: pv-manufacturing.org
Mae'r diwydiant PV yn dibynnu ar wafferi silicon aml-grisialog a monocrystalline i gynhyrchu celloedd solar. Gyda'i gilydd maent yn cynrychioli bron i 90% o'r holl ddeunydd swbstrad wafer a ddefnyddir yn y diwydiant. Oherwydd gwahanol gyfeiriadau grawn o fewn yr un wafer, ni ellir defnyddio ysgythriad alcalïaidd i weadu silicon aml-grisialog, gan y byddai hyn yn arwain at weadu nad yw'n unffurf ar yr wyneb wrth i wahanol rawn ysgythru ar wahanol gyfraddau. Wafferi silicon monocrystalline gyda chyfeiriadedd [100] yw'r math mwyaf cyffredin o afrlladen monocrystalline yn y diwydiant oherwydd gellir ei weadu'n hawdd gan ddefnyddio etchant alcalïaidd, er enghraifft KOH. Mae silicon yn crisialu mewn dellt ciwbig diemwnt (dau ddellt ciwbig rhyng-dreiddiol sy'n canolbwyntio ar yr wyneb) ac fe'i darlunnir yn Ffig. 1. Mae'r llinellau glas, gwyrdd a choch yn Ffig. 1 yn cynrychioli'r [100], [110] a [111] awyrennau, yn y drefn honno.
Ffigur 1Cynrychiolaeth y dellt ciwbig diemwnt o grisial silicon a chynrychiolaeth y gwahanol awyrennau fel y nodir gan linellau lliw.
Ffigur 1Cynrychiolaeth y dellt ciwbig diemwnt o grisial silicon a chynrychiolaeth y gwahanol awyrennau fel y nodir gan linellau lliw.
Mae ysgythrwyr alcalïaidd yn ysgythru arwynebau silicon yn gynt o lawer nag arwynebau silicon [111], sy'n sail i'r broses ysgythru anisotropig a ddefnyddir i wneud gwead pyramid. Y prif wahaniaeth rhwng ysgythriad difrod llif a gwead yw'r gyfradd ysgythru. Er mwyn cynyddu anisotropi y broses mae angen i'r gyfradd ysgythru fod yn isel, hy 2 µm / min neu'n is. Er mwyn cyflawni cyfraddau ysgythriad is, naill ai gellir gostwng tymheredd y broses a / neu ostwng y crynodiad etchant. Er enghraifft, rysáit gweadu nodweddiadol sy'n defnyddio crynodiad KOH o 1-2% (o'i gymharu â chrynodiad 30-40% wrth dynnu difrod llif) ar 70-80 ° C. Y canlyniad yw arwyneb sydd wedi'i boblogi â phyramidiau sgwâr ar hap lle mae'r ochrau'n cael eu ffurfio gan awyrennau [111] a'r sylfaen yw'r awyren [100]. Dangosir hyn yn Ffig 2. Mewn gwirionedd, nid yw'r pyramidiau ysgythrog yn detrahedronau sgwâr perffaith ag ongl sylfaen, a, o 54.74 °. Ar gyfer y mwyafrif o brosesau gweadu diwydiannol mae rhwng 49 a 53 °. Mae hyn oherwydd bod blaen y pyramid wedi'i ysgythru am y cyfnod hiraf.
Ffigur 2Pyramidiau sgwâr ar hap ar yr wyneb silicon. Yr ymyl sylfaen yw 5-6 µm.
Mae'r datrysiad gweadu hefyd yn cynnwys isopropanol (neu ychwanegyn diwydiannol arall). Mae Isopropanol yn gweithredu fel syrffactydd sy'n gwella gwlychu'r wyneb ac yn sicrhau bod H.2nid yw nwy (a ryddhawyd gan yr ysgythriad) yn glynu wrth yr wyneb. Os na ddefnyddir isopropanol, gall “bryniau” crwn ffurfio oherwydd H.2swigod yn blocio cyfradd ysgythru ar yr wyneb. Mae isopropyl yn lleihau tensiwn arwyneb ac yn caniatáu H.2swigod i'w rhyddhau o'r wyneb yn haws.
Mae yna lawer o ffactorau sy'n cyfrannu at ansawdd gweadu:
Mae'r canlyniad gweadu yn dibynnu ar yr wyneb cychwynnol.
Mae'r broses yn sensitif i bresenoldeb silicadau gweddilliol o ysgythriad difrod llif.
Y cydbwysedd rhwng cnewylliad pyramid a dinistrio pyramid.
Gall gor-ysgythru arwain at ddinistrio pyramidiau.
Mae anweddiad Isopropanol yn digwydd ar ôl i dymheredd y baddon gyrraedd 90 ° C.
Mae gan Isopropanol swyddogaeth wlychu - mae'n atal swigod H2 rhag glynu wrth yr wyneb.
Mae awyru'n bwysig, ond gall effeithio ar gyfradd anweddu isopropanol
Y cyfnodau proses nodweddiadol yw 15-20 munud, felly mae'n rhaid monitro'r gyfradd anweddu.
Cylchrediad swp - yn byrlymu â N.2gall helpu i gadw cydrannau baddon yn gymysg yn dda.
Mae gwead cywir yn bwysig oherwydd bod gwead yr wyneb yn uniongyrchol gysylltiedig â gallu'r gell solar i gynaeafu golau ac i gynhyrchu cerrynt. Mae tecstio arwynebau yn gwella cerrynt y gell trwy dri mecanwaith gwahanol.
Mae adlewyrchu pelydrau golau o un wyneb onglog i un arall yn gwella'r tebygolrwydd o amsugno.
Bydd ffotonau sy'n cael eu plygu i'r silicon yn lluosogi ar ongl, gan gynyddu hyd eu llwybr effeithiol yn y gell, sydd yn ei dro yn cynyddu'r siawns o gynhyrchu pâr twll electron.
Mae ffotonau tonfedd hir a adlewyrchir o'r wyneb cefn yn dod ar draws wyneb silicon onglog, gan wella'r siawns o gael eu hadlewyrchu'n fewnol (trapio golau)
Dylai gwead da arwain at adlewyrchiad is ar gyfer yr ystod tonfedd weladwy gyfan.
Yn Ffig. 6, mae'r adlewyrchiad gwahanol ar gyfer gwahanol amseroedd ysgythru yn cael ei blotio fel swyddogaeth tonfedd. Ar gyfer y gwead gorau posibl, dylai maint y pyramidiau fod yn 3-10 µm (maint yr ymyl yn y gwaelod) a dylai gorchudd yr wyneb fod yn agos at 100%.