Solarzellen aus kristallinem Silizium c-Si

Die meisten heute eingesetzten Solarzellen bestehen aus kristallinem Silicum. Das Silizium kann entweder mono-kristallin oder poly-kristallin sein. Mono-kristallines Material wird durch einen Czrochalski-Ziehprozess hergestellt, während poly-kristallines Material gewöhnlich durch einen Gießprozess erzeugt wird. Das Material wird in beiden Fällen durch Drahtsägen in Scheiben zerlegt, die dann als Substratmaterial für die Solarzellen dienen.

Solarzelle

Die Solarzelle besteht also im Wesentlichen aus massivem Silizium und wird daher auch Dickschichtzelle genannt, im Gegensatz zu Dünnschichtzellen, bei denen die Halbleiterschichten auf einem Fremdsubstrat abgeschieden werden. Das Silicum ist gewöhnlich leicht p-dotiert, also leitend für positive Ladungsträger oder Löcher. Auf der Vorderseite muss durch Dotierung nun eine dünne, stark n-dotierte, also für negative Ladungsträger oder Elektronen leitende, dünne Schicht erzeugt werden. So entsteht ein p/n-Übergang, der die Ladungsträgerpaare, die bei der Absorption von Sonnenlicht erzeugt werden, auftrennt. Auf der Vorder- und Rückseite müssen nun noch metallische Kontakte erzeugt werden, um den Solarstrom abzuleiten. Auf der Rückseite wird eine vollflächige Metallisierung mit Aluminium durchgeführt, während auf der Vorderseite nur silberne Kontaktfinger aufgebracht werden, um das meiste Sonnenlicht durchzulassen. Abschließend wird auf der Vorderseite noch eine Antireflexionsschicht aus Siliziumnitrid aufgebracht, um die Absorption des Sonnenlichts zu erhöhen. Der letzte Produktionsschritt ist dann die Zusammenstellung der Solarzellen zu Solarmodulen.>

Einbrennofen für die Metallisierung

Durchlaufofen Typ 47-MT

Zur Herstellung der Front- und Rückseitenkontakte wird zunächst wie in der Dickschichttechnik im Siebdruckverfahren eine Metallisierungspaste aufgedruckt, mit Aluminium für die Rückseite und Silber für die Kontaktfinger auf der Vorderseite. Diese Pasten müssen dann in einem Ofen eingebrannt werden. In der Ausbrennzone des Ofens verbrennen die organischen, polymeren Bestandteile der Paste. In der Einbrennzone des Ofens werden dann die Metallteilchen gesintert und eine durchgehend leitende, metallische Schicht erzeugt. Für diesem Prozess kann ein gewöhnlicher Durchlaufofen, beispielsweise JTEKT Typ 47-MT mit einem Kettenbandzug eingesetzt werden.

inline Rohrofen zur Kontinuierlichen POCL₃-Dotierung von Siliciumscheiben

Für die Forschung und Entwicklung kann der kleine JTEKT Durchlaufofen Typ 810 angeboten werden, der den großen Öfen ähnelt und eine Produktionsumgebung simulieren kann.

Durchlaufofen Solarindustrie

JTEKT hat für die Anforderungen in der Solarindustrie einen speziellen Durchlaufofen entwickelt.

Vorteile

  • Schnelle Aufheizraten durch Infrarot Lampen
  • Sichere Wafer-Transportierung durch zwei dünne Drähte.
  • Geringe thermische Masse ermöglicht schnelle Prozessführung.
  • Verkürzte Aufheiz- und Abkühlzeiten steigern den Durchsatz.
  • Kompakte Bauweise mit kleiner Standfläche.
  • Sehr gleichmäßige Erwärmung der Wafer von oben und unten.
  • Hohe Temperaturgleichmäßigkeit im Prozess.
  • Deutliche Energieeinsparung gegenüber normalen Durchlauföfen.
  • Umweltfreundliche Entsorgung der Spaltprodukte durch katalytische Nachverbrennung.
Drahttransportmechanismus

JTEKT Thermo Systems und Crystec freuen sich darauf, für sie eine kostengünstige Anlage aufzubauen, die Ihren strengsten Anforderungen entspricht.