Strom aus Licht - Institut für naturwissenschaftliche Grundlagen

Additum 1: Solarzellen-Technologie A1.4
Nach wenigen Minuten sind in einer dünnen Grenzschicht an der Waferoberfläche (typisch
ist 0.5 mm) wesentlich mehr fünfwertige Phosphor- als dreiwertige Boratome vorhanden. Diese
Grenzschicht ist daher zum n-Typ Halbleiter geworden. (Siehe Fig. A.1.4 (a)). Damit ist der
Phosphor-Dotierungsprozess abgeschlossen. Anschliessend werden die Seiten und der hintere
Teil der wafer weggeätzt (Fig. A.1.4 (b)). Durch das Aufdampfen oder Aufdrucken der
elektrischen Kontakte entsteht schliesslich eine monokristalline Siliziumsolarzelle.
n-dotiert (Phosphor)
n-dotiert (Phosphor)
p-dotiert (Bor)
p-dotiert (Bor)
(a)
(b)
Figur A.1.4: p-n Übergang nach dem Eindiffundieren von Phosphor und dem Abätzen
A1.1.2 Herstellung von polykristallinen Siliziumsolarzellen
Die Herstellung von polykristallinem Silizium ist weit weniger aufwendig als die von monokristallinem.
Polykristallines Silizum erhält man bereits, wenn man geschmolzenes Silizium in
einen Behälter giesst und danach abkühlen lässt. Dieses Verfahren benötigt allerdings immer
noch relativ viel Energie. Ausserdem müssen die Blöcke auch zu wafern zersägt werden. Dabei
geht über die Hälfte des Materials verloren.
Eine Verbesserung bringt das sogenannte S-Web Verfahren (Siehe Figur A.1.5). Ein Graphitnetz
wird dabei unter einem flachen Winkel über die Oberfläche einer Siliziumschmelze geführt.
Die Maschen saugen flüssiges Silizium auf, das polykristallin erstarrt. Durch dieses Verfahren
kann der Energieaufwand zur Herstellung polykristalliner Solarzellen um einen Faktor zehn
reduziert werden. Allerdings ist der Wirkungsgrad solcher Zellen nur etwa 10 %, denn die
Flächen zwischen den Kristallen wirken wie zusätzliche Verunreinigungen.
Fig. A.1.5: Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silizium ("S-Web Verfahren")
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