Tema

UNIVERSITETI “ISMAIL QEMALI” VLORË FAKULTETI I SHKENCAVE TEKNIKE DEPARTAMENTI I INXHINIERISË ELEKTRIKE

TEMË DIPLOME

PROGRAMI I STUDIMIT: BACHELOR NË INXHINIERI ELEKTRIKE

TEMA: FAZAT E PRODHIMIT TË NJË QELIZE FOTOVOLTAIKE NË SILIC

Pasqyra e lëndës:

Abstrakt... 4

KAPITULLI 1... 5

PARIMET FIZIKE TE FUNKSIONIMIT TE NJE QELIZE FOTOVOLTAIKE...5

1.1Efekti fotovoltaik... 5 1.2Silici... 6 1.3 Kryqëzimi p-n... 8 1.4Ndriçimi i kryqëzimit...10 1.5 Qarku ekuivalent... 11 1.6 Rendimenti... 14 KAPITULLI 2... 16

PASTRIMI (PURIFIKIMI) I SILIKONIT...16

2.1 Reduktimi i karbonizimit...16

2.2 Pastrimi kimik... 16

2.2.1 Faza e pare: Formimi i triklorurit të silanit...16

2.2.2 Faza e dytë: Procesi Siemens...17

2.3 Pastrimi në rrugë fizike: zona e rafinimit...19

KAPITULLI 3... 21

RRITJA E KRISTALIT... 21

3.1 Rritja e silicit polikristaline...21

3.1.1 Hedhja... 21

3.1.2 Metoda Bridgman...23

3.1.3 Defekte të kristaleve...23

3.2 Rritja e silicit monokristalinë...24

3.2.1 Metoda Czochralski...24

3.2.2 Metoda Float-Zone...25

KAPITULLI 4... 27

PRERJA (SHARRIMI)... 27

4.1 Grupi i prerjes...27

4.2 Prerja kabllore (e telave paralele)...28

4.2.2 Telat Diamante... 29

4.2.3 Tela të strukturuar...31

4.3 Korrigjimi i defekteve të prerjes...32

4.4 Riciklimi i silikonit... 33

KAPITULLI 5... 33

HEQJA E ÇDO SIPËRFAQE DHE CILËSIA (TEXTURING)...33

5.1 Gravura... 34

5.1.1 Gravura e thatë...34

5.1.2 Gravura e lagësht...34

5.2 Procedura për heqjen e sipërfaqes së dëmtuar...35

5.3 Influenca (ndikimi) në efikasitet...35

5.4 Cilësia (Texturing)...36 5.5 Drita e incidentit...37 5.6 Pastrimi... 41 KAPITULLI 6... 42 DOPING... 42 6.1 Difuzioni (Përhapja)...42 6.1.1 Pre – Depozitimi...44

6.1.2 Difuzioni (Drive – in)...44

6.1.3 Koncentrimi i përqendrimit të atomeve Dopant...45

6.2 Implantimi jonik...49

6.2.1 Kanalizimi... 51

KAPITULLI 7... 52

MBULIMI VERBUES ANTI-SHKËLQIM...52

IZOLIMI I BORDIT ELEKTRIK...64

9.1 Gravura e plazmës... 64

9.2 Gravura kimike... 64

9.3 Shkruesi Lazer... 65

KAPITULLI 10... 68

KARAKTERISTIKAT E NJË QELIZE FOTOVOLTAIKE...68

Abstrakt

Qëllimi i tezës është për të përshkruar fazat e prodhimit që çojnë në realizimin e një qelizë fotovoltaike, duke filluar nga materialet e papërpunuara me të cilat është prodhuar. Ato do të analizohen ne prodhimin e qelizave diellore të bëra me silikonin monokristalinë dhe polikristalinë. Së pari ajo do të përcaktojë konceptin e efektit fotovoltaik, duke bërë referencën në aspektet fizike që lejojnë funksionimin e pajisjes. Pastaj për të analizuar procesin e pastrimit të silikonit përdoren teknikat për formimin e shufrave të silikonit. Nga kjo pikë procesi i prodhimit vazhdon me prerjen e shufrave për të prodhuar nje meshë silici, prerja e sipërfaqes për të kufizuar fenomenet refleksive dhe dopingu i pajisjes me krijimin e kryqëzimit p-n. Një vazhdim me aplikimin e një shtrese antireflektive (ARC) dhe me formimin e kontakteve metalike të nevojshme për të transferuar rrymën e prodhuar në një ngarkesë të aplikuar. Si hap përfundimtar është elektrikisht e izoluar buza e qelizave fotovoltaike me anë të teknikës së lazerit.

KAPITULLI 1

PARIMET FIZIKE TE FUNKSIONIMIT TE NJE QELIZE

FOTOVOLTAIKE

1.1Efekti fotovoltaik

Fjala 'fotovoltaike' është shkurtim i fjalës greke 'phos', të lehta dhe 'volt' njësia e matjes së diferencës potenciale. Në të vërtetë, një sistem për prodhimin e energjise fotovoltaike është aplikimi i kombinuar i efektit fotoelektrik, e cila është spontane dhe konsiston në emetimin e elektroneve nga një sipërfaqe të goditur nga rrezatimi elektromagnetik dhe efekti Volta, sipas të cilit, nëse dy metale janë të vendosur në kontakt, është krijuar mes tyre një ndryshim i potencialit dhe, mundësia për të gjeneruar lidhjen elektrike. Një qelize diellore është një pajisje elektronike në gjendje për të kthyer rrezet e diellit në energji elektrike, duke shfrytëzuar vetitë e përçueshmërise nën ndriçimin e disa materialeve siç janë gjysëm perçuesit.

Nëpërmjet një qarku është e mundur transferimi i gjendjes aktuale të një ngarkesë të aplikuar, me qëllim për të shfrytëzuar energjinë e prodhuar nga qeliza. Efektin fotoelektrik, Ajnshtajni e dha në vitin 1905 me një interpretim te famshëm të quajtur 'Quantum', sipas së cilës energjia e përgjithshme e rrezatimit elektromagnetik është ndarë në pjesë diskrete ( të 'kuanteve' të dritës). Duke shfrytëzuar edhe efektin fotoelektrik si efekti Volta, në 1954 shkencëtarët amerikanë Paerson, Fuller dhe Chapin zhvilluan qelizat e para fotovoltaike me silic të kristaltë. Mekanizmi me të cilin qelizat fotovoltaike gjenerojnë energji elektrike nga konvertimi i rrezatimit diellor, është e bazuar kryesisht në efektin fotoelektrik. Për të kuptuar këtë dukuri, pra mënyrën në të cilën drita e rrezatimit ndërvepron me qelizat fotovoltaike, do të analizojnë sjelljen elektrike të gjysëm perçuesve dhe në veçanti të silikonit, gjysmëpërçuesi më i përdorur në industrinë fotovoltaike.

1.2Silici

Është e njohur se materialet ekzistuese në natyrë mund të klasifikohen sipas vetive elektrike të përçueshmërisë, në dy kategoritë e përçuesve dhe izolatorëve. Për këto dy kategori ajo shton një të tretë, ate të gjysëm përçuesit, qe posedojnë pjesët e ndërmjetme elektrike në të dy kategoritë e mëparshme. Gjysëm përçuesit tani janë baza e të gjitha pajisjeve të mëdha elektronike dhe mikroelektronike si gjendja e ngurtë e transistorëve dhe diodës së saj, aftësinë për të ndryshuar karakteristikat e tyre elektrike nga 'dopingu' i cili përbëhet nga futjet e papastërtive në materiale të pastër (gjysmëpërçues të brendshëm). Duhet të mbahet mend se gjysmëpërçuesit janë struktura kristalore tetrahedrale, në të cilin çdo atom është i lidhur tek katër fqinjë të saj me anë të lidhjes dyshe kovalente, e cila mbetet e pandryshuar në kufijtë e energjisë prej rreth 1 eV. Silikoni është një element kimik që ka katër elektrone valencë (elektronet që i përkasin skeletit të jashtem të një atomi që janë angazhuar për të formuar lidhjet). Në një kristal silikoni, 4 elektronet valencë janë vendosur midis atomeve të ngjitura në kristal. Në këtë mënyrë, secili atom plotëson orbitën e jashtme (me 8 elektrone).

Fig 1.1 b) Grupi (Banda) e valencës, grupi i përçueshmërisë dhe boshllëku i energjisë

Siç është e njohur në brezin gjysmëpërçuesve valenca dhe kryerja e bandës janë ndarë nga një gamë e ndaluar e energjisë (Energy Gap), e cila në silic është e barabartë me 1,124 eV. Në brezin e valencës, ka elektrone që kanë një nivel të ulët të energjisë, që mbetet në afërsi të atomit të anëtarësimit. Në brezin e kryerjes në vend që elektronet të cilat kanë fituar energji të mjaftueshme për të lënë atomet e përkatësisë dhe për këtë arsye mund të japin rritje të një përçueshmërie elektrike. Obligacionet kovalente si zero absolute (T = 0 K) janë të qëndrueshme dhe elektronet janë lidhur fort me atomet. Në këtë mënyrë popullsia elektronike i do të gjitha në bandën e valencës, dhe nuk do të jetë kusht për ngjarjen e elektroneve. Për një temperaturë mbi zero absolute se ka një jo-zero, pra mundësinë që një elektron fiton energji të mjaftueshme për të thyer lidhjen kovalente, e cila vë ata në bandën e përçueshmërise. Elektroni i lë atomit pjesen qe i takon (e cila bëhet jon i ngarkuar pozitivisht) duke lënë pas një lidhje jo të plotë, (të cilat ngarkohen pozitivisht, i kundërt me negativin të një elektroni që është dhënë). Për të thyer këtë lidhje kovalente dhe pastaj të rritet në një elektron/boshllëk, ajo ka nevojë për një sasi minimale të energjisë të barabartë me Energjinë Gap.

1.3 Kryqëzimi p-n

Siç u përmend më parë, një mënyrë për të ndryshuar karakteristikat elektrike të një gjysmëpërçuesi është për të futur papastërtitë nëpërmjet një teknike të quajtur doping. Nëse për shembull, ne zëvendësojnë në kristal grilë të silikonit, atomet e origjinës me një atom ka 5 elektrone valencë, në kristal ne do të kemi një elektron praktikisht të pashfrytëzuar, duke qënë vetëm katër të nevojshme për formimin e një lidhje. Energjia për lirimin në këtë elektron është veçanërisht e ulët, kështu që në temperaturë të dhomës vetëm energjinë për ngrohje është e mjaftueshme për ata të gjithë mund të konsiderohen të lira. Çdo atom i dhuron një papastërti elektronit kështu duke marrë rolin e 'donatorit' dhe duke kontribuar në përçueshmëri. Atomi i humbjes së një donatori të elektronit mbetet jonizues, ku mbetjet e ngarkuara të atomeve Dopant pozitive bllokohen në grilë. Numri i elektroneve të tepërta do të shtohen deri në atë të elektroneve ekzistuese për të cilat ne do të kemi më shumë elektronet që (tarifat e pakicave të boshllëqeve), shtimi i elektroneve me anë të futjes së atomeve pentavalente (të tilla si Fosfori) është treguar si tip dopingu N.

Në qoftë se ne kemi prezantuar papastërtitë trivalente (të tilla si Bor), që është, me vetëm tre elektronet e jashtme të syrit, ekziston një mungesë e një elektroni në grilë, pasi është e pamundur për të përfunduar oktet. Çdo atom papastërtitë mund ti 'të pranojë' një elektron nga një fqinj, duke u bërë 'Pranues' (Akceptor). Ajo do të jetë edhe në atomit për të krijuar një boshllëk që ka dhënë një elektron, dhe një ngarkesë negative te lokalizuar në pranuesi atomike. Në këtë rast ajo quhet lloji i doping P. Shumica do të ngarkohet boshllëqet p, ndërsa ngarkesa e elektroneve te pakicave do të jetë n.

Vendosja në kontakt të ngushtë një gjysmëpërçues te tipit p me gjysmëpërçues doped n-type është marrë një kryqëzim p-n. Vini re këto fjalë nga afër. Ajo do të thotë se vazhdimësia e kristaltë duhet të jetë e garantuar. Në praktikë, një qelizë diellore është e formuar nga nje pjate silikoni e tipit p me një shtresë të hollë silikoni e tipit n. Shtresa e tipit n duhet të ketë një trashësi të tillë që të lejojë rrezatimin dhe në të depërtojnë në kristalin e sipërfaqes së qelizës për një thellësi të mjaftueshme për te krijuar çifte boshllëqe-elektron në afërsi të kryqëzimit p-n. Për shkak të gradientit të ndryshëm te përqendrimit në dy gjysem perçuesit elektronet do të tentojnë të përhapen nga zona N, të cilat janë shumica, zona P, ku ata janë më pak.

Zona N e qelizës diellore është quajtur shpesh emiter, ndërsa zona është P bazë. Rajoni N është e hollë se ajo e P, dhe gjithashtu është ajo që është stimuluar më rëndë. Në lidhje me pozicionimin e kryqëzimin p-n brenda qelizës, ajo duhet të mbahet mend se silikoni ka një ndryshueshmëri të madhe në thithjen e rrezatimit.

Në fushën e gjatësi vale të spektrit diellor,ngarkesat janë të krijuara shumë afër në sipërfaqe të qelizës në rajonin ultravjollcë, ndërsa ata janë në një thellësi më të madhe në rajonin infra të kuqe. Një zgjidhje kompromisi ofron një kryqëzim te vendosur shumë në afërsi të sipërfaqes së qelizës (zakonisht në një thellësi prej 0.1 - 0.2 μm) dhe një material shumë i pastër themelor për të rritur gjatësinë e të difuzionit dhe gjithashtu të përfitojnë nga ngarkesat e krijuara në rajon, ku gjatësia e vales është e lartë.

Fig 1.2 Përfaqësimi i dendësisë se pagesës, fushës elektrike dhe potencialit relativ te kryqëzimi p-n në ekuilibrin. W1 dhe W2 respektivisht tregojnë zgjerimin e rajonit dhe sosjen në zonën P dhe N në zonë (nderfaqja mes dy fusha është marrë si origjina).

1.4Ndriçimi i kryqëzimit

Ne kemi parë se si një qelizë fotovoltaike, kur nuk është ndriçuar, ka një sjellje të ngjashme me atë të një diodë. Tani mendojme se ne një foton vjen një energji e caktuar për të depërtuar në qelizë deri në arritjen në kryqëzim. Thirrja f frekuenca e fotonit incident, ajo ka një energji të lidhur E=kf ku k është konstantja e Plankut.

Nëse foton ka një E > Eg ; p.sh., e cila ka një energji më e lartë se bandgap Eg e silikonit, një elektron është hequr nga lidhjen midis dy atomeve fqinje të kristalit dhe kështu bëhet i lirë për të lëvizur brenda kristalit si një elektron përçueshmërie (niveli i energjisë ne elektron ka lëvizur në brezin e përçueshmërisë).

Energjia e fotonit E mund të shprehet si funksion i gjatesisë së vales të rrezatimit

E=c

λh

Që nga Energjia Gap e silikonit ∆=1.12 eV ku jane:

E>∆ pastaj λmax=hc_∆ =6.6∗10

−34 ∗3∗108 1.12∗1.610−19 =¿λmax ≈ 1.11∗10 −6 m=1.11μm Ku: c=3∗10 8 m s shpejtësia e dritës h=6.6∗10−34 Js konstantja e Plankut 1 eV ≈1.6∗10−19_J

1.5 Qarku ekuivalent

Qeliza diellore mund të përfaqësohet nga një qark ekuivalent duke përfshirë vetëm rrymën Fig 1.3. Foto e gjeneruar IPK aktuale është përfaqësuar nga një gjenerator të drejtpërdrejtë. Paralelisht me gjeneratorin kjo është një përfaqësues i kryqezimit p-n te diodës; Id është aktual që kalon. Në mënyrë për qarkun përafron sjellja e një qelizë të vërtetë diellore është e përshtatshme për të futur dy elemente të tjera të rezistencës seri Rs, dhe rezistencën paralele Rp (ose devijim).

Rs përfshin rezistencën parazite te qelizës qe përfaqësohet nga dy shtresa silikoni dhe rezistenca e kontakteve ohmike. Rp përfaqëson humbjet për shkak të rrymave rrjedhese aktuale brenda qelizës diellore (rrymave rrjedhese).

b)Karakteristika e tensionit/rrymës së qelizes

Shprehja e rrymes I e aplikuar ne lidhjen e ngarkeses është formuluar:

I=I_pk−I_sat∗

(

q(V +Rs∗I)

NKT ₋₁

)

Rp

Rryma e diodes është dhënë: Id=Isat∗(e

q(V + Rs∗I)

NKT ₋₁₎

 Isat paraqitja e rrymes se diodes

 q ngarkesa e elektronit  N faktori ideal

Duke pasur parasysh përfaqësimin e një qelizë fotovoltaike në Fig1.4, ne mund të përmbledhim proceset që ndodhin në një qelizë fotovoltaike qe përkasin fotone ndaj rrezatimit diellor, që vijnë në afërsi të kryqëzimit dhe që kanë një numer më i madh i energjisë sesa Gap Energjisë të silikonit të lejojë formimin e ngarkuar pozitive (vrima) dhe tarifat negative (Electron).

Mbushëse të tilla janë të ndara nga fusha elektrike e formuar në kryqëzim, para se të mbledhim nga kontaktet metalike në pjesën e përparme dhe të pasme të qelizës. Nëpërmjet një qarku aktual mund të qarkullohet dhe furnizimi me një peshë të lidhur me sistemin.

Shpesh për të përfaqësuar karakteristiken e tensionit/rrymes duke përdorur tiparet e treguara në Fig 1.5.

Fig 1.5 Karakteristika e tensionit/rrymës te një qelize fotovoltaike te ndricuar. Kthesa ne figurën me siper tregon 3 pika të pjesëve të rëndësishme:

1- ISC është qark të shkurtër aktuale, pra kur ajo është aplikuar me një peshë te rezistences 2- VOC paraqet tensionin e qelizes diellore kur qarku eshte i hapur. Në këtë situate I=0 dhe

ngarkohet nje rezistence infinit.

1.6 Rendimenti

Rendimenti i një qelizë fotovoltaike është përcaktuar si raporti midis fuqise se dorëzuar nga qeliza dhe fuqinë e rrezatimit incidentit në të:

ƞ=Pout P¿ = Pout AEe ku:  ƞ – rendimenti i qelizes

 Pout(W) – fuqia elektrike e qelizes  Pin (W) – fuqia e rrezatimit te ndricuar  A(mq) – hapësira e dobishme e qelizës  Ee(W/m2_{) – intesiteti i rrezatimit}

Efikasiteti maksimal i një qelizë diellore varet nga shumë faktorë, duke përfshirë:  Vetite e materialeve

 Karakteristika e kryqezimit  Permasat e qelizes

 Hapesira e dobishme e zones se prekur nga rrezatimi diellor  Temperatura e qelizes

 Veshje antireflektimi

FF=Impp Vmpp Voc Isc

Impp dhe Vmpp përfaqësojnë përkatësisht vlerat maksimale të rrymës dhe tensionit për të cilën kjo ndodh, transferimin maksimal të fuqisë, dhe janë treguar në fig.1.5.

Faktori Mbushjes përcakton formën e kurbës karakteristikës së I-V të qelizës. Në përgjithësi një qelizë të mirë diellore ka vlerat e FF lartë se 0.75; sa me e larte aq më e madhe është vlera e performancës.

Ndërsa qelizat diellore të prodhuara në silikon, materiali më i përdorur në industrinë e fotovoltaikeve, japin ndryshime në varësi të faktit nëse qeliza është ndërtuar në silikon monokristaline, polikrisstaline, apo silic amorf. Japin për secilin lloj është përcaktuar më poshtë: Silic monokristalin: eficenca rreth 17%

Silic polikristaline: eficenca rreth 13% Silic amorf: eficenca rreth 8%

Ne duhet të konsiderojmë se dy llojet e para të qelizave të kërkojnë rrezet e diellit për një operacion të mirë. Për më tepër, qelizat në silikonit multicrystalline, në kushte të lehta përhapur dhe pak kohë e mirë, të punojë më mirë se qelizat diellore silic monokristaline, të cilat arrijnë performancë të lartë në kushte të lehta drejtpërdrejtë (të lehta pingul dhe mungesa e re). Qelizat silic amorf në vend të kësaj, pavarësisht nga një efikasitet shumë të ulët, ata mund të punojnë me çdo burim të ndritshëm (disa makina llogaritëse diellore të punojnë edhe me dritë artificiale).

KAPITULLI 2

PASTRIMI (PURIFIKIMI) I SILIKONIT

Kështu qe silikoni mund të përdoret për prodhimin e qelizave fotovoltaike Ju duhet të kalojnë nëpër disa hapa pastrimit. Për pajisje elektronike dhe të për qelizat diellore është e nevojshme që silikoni ka karakteristikat e pastërtisë kimike dhe përsosmëria lartë kristalografike (klasa elektronike) arritshëm me proceset industriale. Silici, pas oksigjenit, është elementi më i bollshëm në koren e Tokes. Ajo është e vendosur në balta, granit, kuarc, kryesisht në formën e dioksid silikoni (SiO2 ose silicë), silikate dhe aluminosilikatet (komponimet përmban silic, oksigjen dhe metale).

2.1 Reduktimi i karbonizimit

Për të marrë pjesë silici nga shkëmbinj silicore te rërës dhe kuarci. Teknika për marrjen e silicit nga silicë është quajtur reduktimi i karboizimit. SiO2 ka reaguar me karbonin në një temperaturë prej 2000 ° C sipas reaksionit vijues:

SiO2 + 2C ----> Si + 2CO

2.2.1 Faza e pare: Formimi i triklorurit të silanit

Duke filluar nga silicet komerciale, e pasur me papastërtitë, të tilla si hekuri dhe alumini, përmes një procesi të quajtur hidroklorination arrihet Silan Trichloride (SiHCl3 ose TCS) sipas reaksionit vijues:

Si + 3 HCl ===> SiHCl3 + H2 (në 300 °C)

TCS është nënshtruar një procesi të pastrimit (distilim). Ne fund, te faza trikloride e silanit përmban një përqendrim të papastërtive e dy pjesëve për miliardë.

2.2.2 Faza e dytë: Procesi Siemens

Procesi Siemens është një proces i përdorur për pastrimin e silikonit multikristaline, e cila lejon që të marrë silic në klasën elektronike. Teknologjia bazohet në teknikën e depozitave të avullit kimik (CVD) dhe është emëruar pas kompanisë që ka zhvilluar këtë metodë. Në reaktorët Siemens, dukuri e procesit te pastrimit, këmbanat janë përdorur për kontrollin dhe vendosen në një platformë. Brenda këtyre këmbanat janë paraqitur disa shufra silici të larta të pastërtisë me një trashësi prej rreth 10 mm. Ata janë të lidhur dy nga dy në krye dhe janë vendosur vertikalisht brenda ziles. Për të filluar procesin, baret elektrike janë të nxehtë mes 1100 dhe 1200 ° C. Më pas një përzierje e trikloridit te silanit me hidrogjen e purifikuar është transportuar përmes reaktorit ku është tretur dhe vjen në kontakt me shufra të nxehta silikoni.

Si rezultat është silici polikristalin i depozituar në bare, rritjen e trashësisë. Kur baret janë rritur me diametër të kërkuar procedura është ndërprerë, shufrat janë të shkëputura, dhe procesi është gati për të filluar futjen e shufrave te reja silici (te ftohtë) me trashësi rreth 1 cm.

Në fund të procesit që janë marrë shufra silici polikristailine me diametër deri në 20 cm me një shkallë të papastërtive të rreth 0.2 pjesë për miliard. Hapat vendimtare të procesit të pastrimit me metodën Siemens janë ngarkomi nga filamentet e silikonit, të kontrollit të temperaturës dhe kontrollin e procesit të gazit të energjisë. Gjatë ngarkimit të filamenteve, baret duhet të jenë duke përdorur doreza te pastërtise të lartë për të parandaluar kontaminimin me palët grafit te përdorur në këtë proces dhe me çdo ndotje të tjera që mund të çojë në ndryshimet në morfologjinë e bareve në këtë mënyrë dhe uljen e cilësisë së produktit te perfunduar.

Para ngrohjes se shufrave te silicit në temperatura të larta, baret janë pa ngrohur. Kjo është për shkak se, në temperatura të ulëta, silic në formë të pastër nuk do të kryejnë energji elektrike, dhe kjo do të thotë se furnizimi me energji elektrike nuk është në gjendje për të ngrohur baret. Pas para-ngrohje shufrat e silicit janë nënshtruar një temperature më të madhe të ngrohjes deri në 1100 ° C. Temperaturat duke u monitoruar nga një sistem kontrolli i cili rregullon fuqine e dhënë në bare për të gjithë procesin. Në fakt, variacionet e gjera te temperaturës mund të çojnë në

shkrirjen e bareve. Kjo është arsyeja për të cilat sistemi i kontrollit është një nga komponentët më të rëndësishëm të reaktorëve CVD Siemens.

Fig 2.1 a) Skema e procesit të pastrimit duke përdorur metodën e Siemens. Një prekursor në formë të gaztë është futur në reaktor dhe që vijnë në kontakt me shufra silici.

Fig 2.1 b) Shembull i reaktorëve realë

2.3 Pastrimi në rrugë fizike: zona e rafinimit

Silici polikristaline e marre nga procesi Siemens ka një pastërti jo te mjaftueshme. Për të ulur përmbajtjen e papastërtive është përdorur një proces i rafinimit me mjete fizike qe do të thotë zona e rafinimit. Metoda është e bazuar në fenomenin sipas të cilit papastërtitë në silikon kanë tendencë të shkrihen më lehtë në silic. Duke përdorur një pajisje të veçantë (shiko fig 2.2) shufra e silicit është e shoqëruar vertikalisht në një furrë radio frekuencë, në të cilën silikoni eshte ndezur me anë të valëve elektromagnetike, e emetuar nga një spirale rrethon furrën. Këto valë të krijuara, rrymat brenda shufres me ngrohje silica kane efekt nxehetesie. Lëngu rrjedh nëpër sipërfaqet e shufrave te silikonit dhe akumulon poshtë. Duke pasur silicon ne sipërfaqe të lartë tensioni, silici i lëngshëm mbetet i lidhur me kallëp. Kur silici ftohet ajo ka nje zgjatim te shufra me papastërti të vendosura në fund të shufres. Ky i fundit është sharruar për të eliminuar skajet papastërtive. Për të marrë një shkallë më të lartë pastërtia procedura përsëritet tre ose katër herë.

KAPITULLI 3

RRITJA E KRISTALIT

Në sajë të hapave te shumta te pastrimit në të cilin materiali i është nënshtruar, ne tani ne dispozicion të silikonit polikristaline të përshtatshëm për prodhimin e qelizave fotovoltaike. Në fazat e mëvonshme të zinxhirit të prodhimit të silikonit polikristaline shufra e prodhimit nga reaktorët janë ulur për t'i bërë ato në dispozicion për procesin e ardhshëm të rritjes se kristalit. Pebblesat e silicit janë shkrirë te parët dhe silici, ka bërë shkrirje të lëngshme, është u rritet marrja mono ose polikristaline, pas ngurtësimit, dhe ingotave te madhësisë se dëshiruar. Në varësi të llojit të qelizës qe merren janë përdorur teknikat e mëposhtme për rritjen e kristalit. Silici polikristaline  metoda e Bridgman

Silici monokristaline  metoda e Czochralsky dhe metoda Float-Zone 3.1 Rritja e silicit polikristaline

3.1.1 Hedhja

Metoda e hedhjes përdoret për prodhimin e silikonit polikristaline. Prodhimi fillon duke filluar nga fshirja e silic nga prodhuesit e industrive te gjysmëpërçuesve. Në fazat e hershme të procesit materiali është i fragmentuar, pastaj të kalojë nëpër një fazë helmuese, e cila konsiston ne nje procedure pastrimi nga papastërtitë sipërfaqësore. Silici është shkrirë më pas në vatrën e furrës së madhe kuarci ose grafiti në një furrë të radio frekuencave. Faza e rritjes është zhvilluar nga një proces kristalizimi, per shkak te ftohjes graduale faza e lëngshme e silikonit te shkrirë. Problemi që lind është se për nevojën për të minimizuar normën e papastërtive te pranishme në materiale, në mënyrë që të marrin efikasitetit të mirë të mundshëm në konvertimin fotovoltaik.

Për këtë arsye proceset e përfshira në prodhimin e e blloqeve te silicit polikristaline, deri më sot, nuk lejojnë bashkimin e masave, silici kalon 100 kg në një kohë, me kohëzgjatje jo më pak se 24 orë. Pas procesit te kristalizimit vazhdojme në squaring të bllokut të përftuar për heqjen e pjeseve mekanike, dhe për të hequr papastërtitë që proceset e mëparshme kanë mbetur në sipërfaqen e materialit. Nga kjo masë janë marrë lingota të ndryshme, që do të jenë “feta” në fazat e mëvonshme për të prodhuar nje meshë silic.

Fig 3.1 a) Kutia në grafit

3.1.2 Metoda Bridgman

Metoda Bridgman është një metodë që përdoret për rritjen e silicit polikristaline në prodhimin e qelizave diellore te silikonit multikristaline. Silici është ngarkuar në një poç te kuarcit te veshura me nitride silici dhe pastaj të jetë i nxehtë, derisa i gjithë material nuk është shkrirë. Më pas ngrohjes është nxjerrë nga ena e poshtme duke lëvizur në zonën e ndezur lart në lidhje me enën, ose nga ftohja e poshtme të enës. Shpesh, poci është ulur dhe larguar nga zona e nxehtë dhe pjesa e poshtme e ekspozuar njëkohësisht nga burimi i ftohjes. Kjo procedurë krijon një gradient temperature në zonen e shkrirë me procesin e ngurtësimit që fillon nga poshtë, dmth fundin më shumë te ftohtë. Kristalet rriten lart dhe kufijtë e grurit nga ana e tyre rriten paralelisht me drejtimin e ngurtësimit. Për të marrë një ngrohje të drejtuar ngurtësimi duhet të transportohet në shtresa të ngurta silici që vazhdimisht rritet. Eshte gjithashtu e nevojshme për të mbajtur një ndërfaqe të rrjedhës të nxehtësisë se silikonit solid/lëngshme me temperaturën duhet te ulet në pjesën e poshtme te pocit në përputhje me rritjen e trashësisë se silikonit solid, në mënyrë që të mbajë një normë të qëndrueshme të rritjes. Norma e rritjes është proporcionale me gradientin e temperatures që ekziston në mes të silikonit të ngurte dhe silikonit të lëngshëm.

3.1.3 Defekte të kristaleve

Në materialin polikristalinë ndodh që gjatë hapit të ngurtësimit nga silikoni i shkrirë, fenomeni i ndarjes së papastërtive të ndarjes së ndërfaqeve mes kristaleve dhe kjo prodhon një efekt të përqendrimit të këtyre atomeve përgjatë kufijve të kokrrizave. Ndarja është fenomeni kimiko-fizik ku në një zgjidhje të qëndrueshme e cila është formuar gjatë procesit të ngurtësimit dhe një zgjidhje të lëngshme AB, përbërësin e lëngshëm e cila ngurtësohet me një temperaturë të lartë të shkrirjes ngurtësohet me struktura amtare pa ndjerë efektin e përbërësve të tjerë të zgjidhjes (B). Kur niveli përqendrimit i papastërtive të caktuara elektrike aktive (bori në veçanti) është i lartë, fenomeni segregacionit prodhon efekte të dëmshme mbi operimin e qelizës e bërë me materialin polikristalinë. Një kristal është që përbëhet nga kokrra të shumta kristalesh të vogla të quajtura rrjeta, i përbërë nga rrjetat dhe secili ka një orientim tjetër përveç ngjitjes. Formimi i kokrrave ndodh gjatë ngurtësimit të silikonit. Ndërfaqja midis rrjetave kristalore të marra nga emri i kufijve të kokrrizave, ku një mënyrë e kristaltë mungon. Efekti i ndarjes në kristalizimin e fazes së silikonit në formën e kolonave të polikristaleve atomet e papastërtive përgjatë sipërfaqeve të kufijve të kokrrizave. Kur të vazhdojmë për prerjen e materialit në feta dhe do të kuptojmë qelizën, skajet e kokrrizave që përbëjnë shtigjet e përçueshmërisë së lartë elektrike duke shkurtuar në kryqëzimin p-n te qelizës me reduktim konsekuent të efikasitetit. Kjo është arsyeja pse qeliza diellore e silicit polikristaline zakonisht ka një të qasje më të ulët se me ato në silic monokristalinë.

3.2 Rritja e silicit monokristalinë

3.2.1 Metoda Czochralski

Procesi Czochralski është një teknikë e futur në sistemet e prodhimit industrial duke filluar nga vitet '50 e cila lejon për të marrë rritjen ekstreme të pastërtisë së monokristaleve. Duke pasur parasysh se silikoni ka një dendësi atomike prej 5 * 1022 cm-3_{, niveli i pastërtisë i arritur është}

një pjesë për miliard, dmth një dendësi prej papastërtive të rreth 1013 cm-3_{. Ky proces industrial}

është i punësuar kryesisht në rritjen e blloqeve të silikonit, të cilat janë të përftuara me forma procesi Ajo mban emrin e studiuesit polak Jan Czochralski cili zhvilloi atë në 1916 në atë kohë ai ishte duke studiuar kristalizimin e metaleve. Së pari, fragmente të pastrimit të silicit janë vendosur në një poç grafit me veshje silica në formë cilindrike. Poçja është futur më pas në një dhomë që përmban Argon, një gaz inert është përdorur për të parandaluar çdo lloj ndotje, dhe është sjellë në një temperaturë më të lartë se ai i shkrirjes së silikonit (1420°C). Procesi përbëhet në zhvendosje vertikale dhe njëkohësisht në një rrotullim kundër-orar i renditur te milimetra për minutë, të një silici monokristalinë të futur në silic të shkrirë. Poçja dhe bërthama janë bërë në mënyrë që të rrotullohen ngadalë në drejtime të kundërta. Pjesa e bërthamës së 'zhytur' shkrihet në silicon të lëngshëm, por pjesën e mbetur të sipërfaqes mbetet i pandryshuar. Gjatë procesit heqjes/rrotullimit një ngurtësim progresiv zhvillohet në kufirin mes bërthamës së kristalit dhe silikoni shkrin duke gjeneruar një kristal të madh të vetëm. Atomet e shkrira të silikonit kontaktojnë me bërthamën e monokristalines ngrijnë shumë shpejt nga respektimi i berthames dhe orientohen sipas një grile atomike e strukturës silic, duke formuar edhe ato një rrjetë teli monokristaline. Kontrolli rigoroz nga temperatura e materialit të shkrirë, atmosfera në dhomën dhe shpejtësia e nxjerrjes dhe rrotullimit, si dhe mungesa absolute e dridhjes, lejon prodhimin e përkryer cilindrik dhe shumë të pastër. Procesi i përshkruar zgjat disa ditë dhe çon në formimin e lingotave monokristaline edhe një meter gjatë, me një diametër deri në 30 cm.

Fig 3.2 Në të majtë të skemës puller i përdorur në procesin e Czochralski. Në pjesën e djathtë Faza e rritjes së monokristalit.

3.2.2 Metoda Float-Zone

Si për procesin Czochralski, me metodën e Float-Zonë është e mundur për të marrë rritjen e një kristali të cilësisë të lartë. Metoda parashikon që një barrë silikoni polikristaline është mbajtur në një pozicion vertikal dhe ndërrohet ndërsa një zone prej metali të shkrirë ajo ka kaluar ngadalë nga pjesa e poshtme drejt pjesës së sipërme të barrës. Rajoni i shkrirë ngrohet me anë të ngrohjes së induksionit të radio frekuencës (RF). Ky rajon është zhvendosur nëpër barrë, duke filluar nga një bërthamë kristali që i jep duke filluar për të kristalizuar. Papastërtitë priren të veçohen në zonën e shkrire, dhe në këtë në mënyrë është pastruar që të ngurtësohet silici. Duke përsëritur këtë disa here gjatë gjithë gjatësisë, barra është pastruar për marrjen e një përbërjeje shufre tërësisht nga një kristal i vetëm i silikonit.

KAPITULLI 4

PRERJA (SHARRIMI)

Pas formimit të silikonit polikristaline ose monokristaline dhe lingotave, faza tjetër është ajo e prerjes (rrethore) e shufrës për të marrë feta silici. Operacioni i pare i cili është kryer është për të prerë në krye dhe në fund të shufres në mënyrë që të marrë një sipërfaqe të sheshtë. Më vonë, shufra është e prerë për të marrë blloqe katrore (squaring). Pjesa e fundit e procesit të prerjes konsiston në prodhimin e wafers (meshës). Shufrat e silicit polikristaline janë të prerë në blloqe katrore të përmendura më lart, ndërsa ato në blloqe monokristaline me qoshe të rrumbullakosura. Ka shumë mjete dhe teknika të ndryshme për të kryer prerjen e lingotave (shufrave).

Fig 4.1 Blloqet e silicit gjatë procesit të prerjes

4.1 Grupi i prerjes

Grupi i prerjes është i përbërë nga një rrip çeliku të veshura me grimca diamante të mbështjellë në formë të nje unaze. Rripi shkon mbi dy rrota alumini te drejtuara nga një motor. Blloku silikonit është vendosur në një tavolinë dhe është transportuar nga drejtimi i kasetës në lëvizje. Gjatë procesit uji është futur dhe ajri ka pastruar kasetën nga mbeturinat dhe të freskojë atë. Në të kaluarën kjo metodë ka qenë dominante në procesin e prerjes së shufrës. Dobësia e këtij procesi është, megjithatë, shuma e lartë e silikonit humbet në procesin e prerjes (1 deri 1.5 mm e humbur) dhe shpejtësia e ulët e prerjes në krahasim me teknikat e tjera të përdorura. Arsyeja për këtë në ditët e sotme është përdorimi i grupit të prerjes është i kufizuar vetëm për disa aplikacione në të cilën kjo është e nevojshme në një proces relativisht të thjeshtë operativ.

4.2 Prerja kabllore (e telave paralele)

U paraqit makina e parë për prerjen e shufrave në industrinë fotovoltaike në ‘80, dhe u bazua në punën e Dr Charles Hauser, themelues i HCT për Formimin e Sistemeve, në Zvicër, e cila tani është një kompani e ndarjeve të Materialeve të Aplikuara. Prerja e telave paralele janë tani në ballë në industrinë që merret me prerjet e silikonit për qelizat diellore. Makina që kujdeset per procedure e prerjes përfshin një tel shumë të qëndrueshëm të hollë prej metali të mbyllur rrethor dhe udhëzon për të formuar një rrjet horizontal të përbërë nga disa (deri në 1000) tela paralele. Një motor rrotullohet dhe udhëzon duke shkaktuar të gjithë rrjetin duke lëvizur me një shpejtësi midis 5 deri në 25 m/s. Shpejtësia e telave dhe prapa saj lëvizja lineare dhe me radhë janë të rregulluara gjatë prerjes. Blloqet e silicit janë ngritur mbi pllakat që janë transportuar vertikalisht me rrjetin e telave në lëvizje, prerjen e blloqeve në wafers. Edhe pse parimi i procesit të prerjes është i thjeshtë, vështirësia është ekzekutimi i saj. Sharrimi i telave te tabelës duhet saktësisht të jete i balancuar me shpejtësinë dhe gjatësia e bllokut te ngarkuar për të arritur një produktivitet më të lartë dhe në të njëjtën kohe e minimizuar nga ndryshimet në trashësinë e meshave (wafers) dhe për të shmangur dëmtimin e telave. Vështirësia sigurisht rritet me uljen e telit dhe trashësisë së meshes. Në varësi të karakteristikave të telit të përdorur në procesin e prerjes, ne mund të ndajmë prerjen e telit në tre grupe telash, tela diamant, tela te strukturuar dhe tela slurry-based.

Fig 4.2 b) Faza e prerjes

4.2.1 Telat srruly – based

Në këtë proces një slurry i përbërë nga një përzierje e silicit karabit (SIC) dhe glikol polietileni (PEG) transportohet nëpërmjet hundes nga telat në lëvizje. Silici karabit i transportuar me tela lëviz dhe shkon në mes telave dhe ul sipërfaqen e silicit dhe kryerjen e procesit të prerjes. Në vitet e fundit trashësia e wafer ka mbetur i qëndrueshëm, në midis 180 dhe 200μm, pasi që ndërtuesit e qelizave preferojnë të kenë feta të trasha për të mbajtur poshtë shkallën e këputjes. Në të njëjtën kohë, prodhuesit kanë pasur për të përdorur tela të hollë dhe kokrrat e silicit te karabit te vogël duke kryer riciklimin e slurry për të reduktuar humbjet për shkak të prerjes, dhe duke kontribuar për një përdorim më efikas të silikonit për prodhimin e qelizave diellore.

4.2.2 Telat Diamante

Në fillim të operacionit telat diamant nuk tregojnë dallime nga telat konvencionale dhe është shpartalluar me zakonin e udhëzuesit te formojnë një rrjet, që më pas do të rivendoset në një shtjellë bosh. Rrotulluesit e rradhës lëvizin rrjetin për të prerë bllokun e silikonit, i cili është montuar në një tabelë dhe i afrohet rrjetit. Dallimi qëndron në faktin se me përdorimin e telave te veshura me diamant nuk është një sistem, por është e nevojshme për të siguruar një substancë të jashtme gërryese (slurry), duke përdorur thjesht ujin si substancë ftohese. Veprimi gërryes kryhet nga sipërfaqja e diamantit te telit dhe kjo zvogëlon kompleksitetin në hartimin e makinës. Ana e poshteme është se sistemi kërkon një menaxhim të avancuar te telit, duke përfshirë sistemet e duhura dredha-dredha dhe një saktesi më e madhe në përafrimin e rrotulles, që nga telat diamant është shumë e ndjeshme ndaj lakimit dhe dridhjes gjarpëruese.

Këto kufizime janë të shkaktuara nga struktura e fijes. Edhe në qoftë se struktura e brendshme është e njëjtë me një tel të zakonshëm që përdoret në proceset e prerjes, në sipërfaqen e grimcave

te diamantit janë ngulitur me anë të një material binder. Kjo shtresë shtesë në sipërfaqen e telit e bën atë shumë të vështirë kur ajo i nënshtrohet bending. Megjithatë, avantazh i madh për të përdorur tel diamanti është në hapjen e shpejtësise deri në 3 mm për minutë kundër 1.4 mm për minutë në sistemet e bazuar në gerryerje (slurry). Kjo çon në një rritje të madhe të produktivitetit duke reduktuar kostot operative. Përveç kësaj të prodhimit te wafers duke përdorur teknologjine e diamantit kanë një dendësi të ulët të mikro frakturave ndaj wafers e prodhuara duke përdorur gerryerjen si substancë gërryese (fig4.4).

Fig 4.3 Paraqitja skematike e procesit të prerjes duke përdorur tela diamanti dhe tela slurry(gerryerje). Në rastin e një teli diamanti, përdorimi i një sipërfaqe të caktuar gërryese kufizon formimin e zonave te thyerjes.

Fig 4.4 Në pjesën e majtë të figurës, përfaqësohet një tel diamanti. Grafiket tregojnë anesoret si wafers duke përdorur një tel diamanti (grafiku mbetur), ata kanë një dendësi shumë të ulët të lezioneve mikro se ato te prerë duke përdorur një fije (thread ) që përdor slurry (grafik të drejtë).

4.2.3 Tela të strukturuar

Si një alternativë për tela diamante te kompanisë se Materialeve të Aplikuara është promovuar një lloj i ri i telave i quajtur tela të strukturuar. Në qasjen tradicionale, roli kryesor i telit të përdorur në procesin e prerjes është që të sjellë një substancë gërryese (Slurry) drejt bllokut te silikonit të prerë, duke shfrytëzuar veprimin e grimcave të silicit karabit. Nëpërmjet përdorimit të një teli te strukturuar është e mundur për të rritur efikasitetin e transportit te substancave të tilla gërryese. Tipari më i rëndësishëm i këtij lloji të telit përfaqësohet nga paraqitja e shufrave. Ata janë të organizuar ose në një aeroplan lehtësues vertikal dhe horizontal, transporti me më shumë tela me material gërryes, krahasuar me një tel standard dhe duke lejuar kështu një prerje me shpejtësi madhe. Për shumë vite, kjo teknologji është përdorur për procesin e prodhimin e blloqeve katrore te silicit (squaring); tani ajo është zgjeruar edhe teknologjia e procesit te prerjes se meshes (wafering). Teknologjia është shpërndarë nga kompania Arecelor Mittal Wire Solutions, një furnizues i telave të përdorura në procesin e prerjes, me bazë në Luksemburg, në përgjigje të një kërkese të HCT formimi i sistemeve SA. Siç u përmend më parë, ajo ishte blerë në vitin 2007 nga Materialet e Aplikuara dhe u quajt Materiale të Aplikuara Zvicra SA.

Fig 4.5 a) Krahasimi i një teli të strukturuar me një fije tradicionale. Në sajë të saj struktura 'Wave'(dallge), një tel i strukturuar mund të bartin gerryerje te thellë në silic.

Fig 4.5 b) Vizioni i një teli të strukturuar nën një mikroskop optik.

4.3 Korrigjimi i defekteve të prerjes

Pavarësisht nga metoda e përdorur për prodhimin e blloqeve katrore te silicit duke filluar nga shufrat, procesi i shkakton dëme sipërfaqes në materialin që ndikon në performancen, ne hapat

4.4 Riciklimi i silikonit

Pothuajse 50% e silikonit te përdorur në të gjithë procesin është humbur në funksionimin e prerjes (përqindja bazohet në meshë që ka një trashësi prej 200μm, duke perdorur nje trashesi prej 140μm tela të trashë), dhe humbjet-rritjet me rënien trashësi me të cilat fetat janë prerë. Prandaj riciklimi i silikonit është prioritet kyç për uljen e kostove të prodhimit. Deri më tani ka qenë e pamundur për të marrë këtë, e për proceset e punuar si slurry(gerryerja), si një material gërryes prerje, që nga pluhuri I silicit te karabit (SIC) është plotësisht i përzier me mbeturina silikoni që dalin nga përpunimet. Në mbeturinat e prodhuara nga operacioni I prerjes shpesh ndodh oksidimi dhe tjetra, përbërjet kimike te silikonit, të tilla si prania e papastërtive shumta metalike që dalin nga telat. Uji duket qe të jetë zgjidhja më e mirë sa i përket per përpjekjen e riciklimit te silicit. Megjithatë, në këtë kohë nuk ka zgjidhje reale për të zgjidhur problemin. Disa grupe kërkimore, të tilla si Universiteti i Tokios, kanë arritur rezultate positive të paktën për sa i përket kërkimeve në laborator. Procesi i riciklimit fillon me një proces pastrimi nga përdorimi i ujit për të ndarë aditivët e përdorura gjatë fazes se prerjes, e pasuar nga një trajtim me tretës alkooli me bazë për të reduktuar më shumë përmbajtje organike. seanca të shumëfishta te pastrimit janë kryer në një mënyrë të saktë. Përzierja e rezultuar është tharë në temperaturë të ulët, por e mjaftueshme të zhduke të gjitha gjurmët e ujit. Deri në këtë pike ndotja organike eshte ulur në më pak se 10%. Në një trajtim të mëvonshëm te ngrohjes, me temperature qe nuk i kalojne 850°C, të inkluzioneve në lidhje me komponentet e karbonit janë hequr. Në varësi në shkallën e oksidimit të silikonit në sipërfaqe, ajo vazhdon për një trajtim të bazuar në acid hidrofluorik (HF), ose në fazën e lëngshme ose në fazën e gazit. Pas këtyre fazave silici ende ka papastërti metalike të tilla si hekuri dhe nikeli, me origjinë nga humbja e pjesës së materialit te telit. Ata do të ndahen në procesin e drejtuar nga ngurtësimi qe jane përdorur në formimin e shufrave polikristaline.

KAPITULLI 5

HEQJA E ÇDO SIPËRFAQE DHE CILËSIA (TEXTURING)

Për shkak të procesit të prerjes, në sipërfaqen e meshës janë frakturat vogla me një thellësi prej rreth 10μm. Dëmet e sipërfaqes duhet të hiqen nga sipërfaqja sepse ato shkaktojnë uljen e forcës mekanike të meshës dhe rritjen e rikombinimit elektronik në rajonin e sipërfaqes. Këto dëme te sipërfaqes mund të hiqen me anë të gravurës kimike.

5.1 Gravura

Ne prodhimin e pllakave, termi gravurë i referohet procesit të heqjes së materialit nga meshë. Ka dy lloje kryesore të gravures: gravurë e thatë dhe gravurë e lagësht.

5.1.1 Gravura e thatë

Gravurë e thatë ('gravurë e thatë') është një proces që nuk përdor kimikate ose reagjente te lëngshëm për të hequr materialin, duke gjeneruar vetëm paqëndrueshmerine e produkteve gjatë procesit. Ajo mund të shoqërohet me reaksionet kimike që konsumojnë material, me anë të gazrave reaktive ose të plazmës, ose nga largimet fizike të materialit, nga transferimi i momentit. Plazma e gravurës (plazma gravurë) është një shembull i një lloji të teknikës se gravures se thatë. Në te kjo teknikë është fillimisht e vazhduar me gjenerimin e specieve reaktive të oksigjenit në një plazma, e cila do të shpërndahet mbi sipërfaqe për të sulmuar. Një plazma është një gaz jonizues cili përmban për të njëjtën sasi të joneve pozitive dhe negative të joneve, te cilat mund t'i nënshtrohen ndikimit te një fushë magnetike ose nje fushe elektrike. Plazma e përdorur në gravurën e thatë është zakonisht shumë pak jonizuese. Në një gravurë plazma ato janë të krijuara në plazmën e specieve kimike neutrale, e cila u përhap deri në substrate, duke reaguar me sipërfaqen dhe gjenerimin e produkteve të paqëndrueshme. Roli plazmes prandaj, është, që tu sigurojë specieve reaktive të gazta.

5.1.2 Gravura e lagësht

Gravurë lagësht ( 'gravurë lagësht') është një proces që përdor lëndë kimike ose reagents lëngshme për të hequr materiale nga meshë, në përgjithësi duke përdorur të veçantë skemat e përcaktuara me maska të vendosura në meshë. Materialet që nuk mbulohen nga këto maska janë hequr nga kimikatet, ndërsa ato të mbuluara kanë mbetur pothuajse e paprekur.

5.2 Procedura për heqjen e sipërfaqes së dëmtuar

Në procedurën e heqjes së dëmtimit sipërfaqësor janë përdorur dy lloje të zgjidhjeve kimike:  SULMET KIMIKE: përdoret një përzierje e acidit nitrik (HNO3), acidit fluorid (HF) dhe

acidit acetik (CH3COOH)

 SULMET ALKALINE: përdoret një përzierje e hidroksidit të kaliumit (KOH) ose Hidroksidit të sodium (NaOH) me ujë.

Reaksioni që lejon sulmin kimik mund të formulohet në këtë mënyrë: Si + 2H2 O + HO- --- > HSiO3 + H2

Kjo ndodh në tre hapa: 1- Oksidimi i silikonit;

2- Formimi i kripës së tretshme; 3- Shpërbërja e kripës në ujë

Sipërfaqja e gravurës mund të jetë izotropike ose anizotropike në varësi të kushteve. Një gravurë izotropike çon në heqjen uniforme të sipërfaqes, ndërsa një gravurë anizotropike përfshin një sulm të parregullt të ndryshmeve të orientimeve kristalografike. Në rastin e një meshë në silikonin monokristalinë, kjo anisotropi çon në formimin e katrorëve bazuar piramidave të vogla të shpërndara në mënyrë rastësore në sipërfaqen e meshës me orientimin e sipërfaqes <100>; (orientimi kristalografik përcaktohet sipas treguesit Miller). Për të përmirësuar uniformitetin lateral dhe anisotropinë e proçesit të gravurës është shtuar në zgjidhje kimike alkool izopropili.

5.3 Influenca (ndikimi) në efikasitet

Efikasiteti i një qelizë diellore varet fuqimisht në thellësinë e sipërfaqes së arritur në fazën e gravurës. Nëse nuk kemi arritur një thellësi të përshtatshme, defektet e kristaleve, duke rezultuar në uljen e tensionit, eliminohen në qark të hapur dhe qark të shkurtër. Në qoftë se në të kundërtën thellësia e arritur është shumë e lartë, vrazhdësia e sipërfaqes rrit rikombinimin e sipërfaqes. Performanca më e mirë për një qelizë diellore është gjetur në thellësitë midis 4 μm dhe 5 μm.

5.4 Cilësia (Texturing)

Procesi i përshkruar, i cili çon në formimin e një sipërfaqe të përafërt, i përbërë nga piramidat e vendosura rastësisht mbi të, ajo është quajtur texturing (cilësia). Nëpërmjet operacionit të texturing (cilësisë) është zvogëluar në masë të madhe reflektimi i qelizës diellore, nga 35% deri 12%. Sa më i madh të jetë rrezatimi diellor që depërton në qelizë që të pasqyrohet, dhe probabiliteti i lartë sesi një foton në sipërfaqen e qelizës mund të marri pjesë në procesin e fotonit të gjeneratës. Një tjetër lloj i texturing (cilësisë), sipërfaqja e përdorur është 'texturing e një piramidë të kundërt.' Duke përdorur këtë teknikë, piramidat tipike që janë formuar gjatë sulmit kanë sipërfaqen e treguar drejt në pjesën e brendshme të qelizës. Në fig.5.1 ju mund të vëreni dallimin në mes këtyre dy llojeve të texturing (cilësisë).

Fig 5.1 b) Texturing për piramidat e përmbysura

Wafers e silikonit polikristalinë nuk mund të përdorim metodat e përshkruara më parë, ajo është dhënë që morfologjia karakteristike e sipërfaqes mund të arrihet vetëm kur sipërfaqja jep orientim të kristaltë të tipit <111>. Për waferet e silicit polikristalinë vetëm një pjesë e vogël e ka sipërfaqen që kërkojnë orientimin dhe si pasojë me teknikat e mësipërme nuk mund të bëhet. Në përgjithësi wafers e silicit polikristaline trajtohen me anë të teknikave të fotolitografie ose të gravurës së sipërfaqes me anë të prerjeve të veçanta mekanike ose formësimin me lazer të sipërfaqes në një formë të përshtatshme. Në fig 5.2 është treguar një sipërfaqe, ku në të cilin një proces fotolitografik i texturing (cilësisë) është përdorur.

Fig 5.2 Texturing duke përdorur procesin e fotolitografik. Procesi përfshin një morfologji ‘për kubet’.

5.5 Drita e incidentit

Në një qelizë diellore, të gjithë dritën e incidentit, vetëm pjesa refraktuar mund të absorbohet nga materiali për prodhimin e një palë elektrone-vrimë. Për të ulur pasqyrimin e dritës pamë proçesin e texturing duke e kryer në sipërfaqen e qelizës. Përveç shmangies për reflektimin e dritës, duhet të mbajmë mend se në qoftë se rrezatimi i incidentit nuk është zhytur në një gjatësi prej difuzionit të kryqëzimit, transportuesit foto-gjeneruese janë të humbur për tu rikombinuar. Një qelizë e mire diellore duhet të ketë një sistem 'dritë të bllokuar' (kostume solemne të lehta -trapping) me anë të të cilit është e mundur për të marrë një gjatësi optike në rrugën e dritës, shumë më të mëdha se sa trashësia e pajisjes. Gjatësia në rrugën optike i është referuar distancës që një foton absorbohet, mund të mbajë në brendësi të pajisjes para daljes nga pajisja e vetë. Nje qelize diellore pa një sistem drite ka një rrugë optike që krahasohet me trashësinë e pajisjes, gjatë

përdorimit të sistemit të paraqitur në gjatësinë e rrugës optike është barabarte me 50 herë të trashësisë së pajisjes. Në rastin e fundit do të thotë se drita, para se të shkojë jashtë, kërcen mbrapa dhe me radhë disa herë brenda qelizës. Drita e zënë arrihet duke ndryshuar këndin në të cilën një rreze dritë udhëton brenda qelizës, duke e bërë rreze të incidentit në një sipërfaqe anglede. Për këtë arsye, proçesi texturing mundëson jo vetëm për të reduktuar reflektimin e rrezatimeve aksidentale të qelizave, por edhe për animin e rrezeve të cilat depërtojnë në pajisje në mënyrë të tillë si për të rritur gjatësinë optike dhe rrugën e vetë rrezeve.

Kjo përfshin një probabilitet më të madh të gjeneruar nga një palë elektron-vrimë të cilët janë në gjendje të marrin pjesë në proçesin fotovoltaik. Këndi në të cilën drita e incidentit është refraktuar në gjysmëpërçues varet nga ligji i Snell:

n1 senθ1 = n2 senθ2  Ligji i Snell

Fig 5.3 b) Thyerja dhe reflektimi i dritës në një sipërfaqe në të cilën ka ndodhur proçesi texturing.

θ1 dhe θ2 tregojnë këndet që format e lehta të rrezeve normale në sipërfaqen e ndarjes së dy

mediave që kanë tregues të ndryshëm të thyerjes. Në rastin tonë n1 tregon indeks refraktiv nga

ajri, nga e cila vjen rreze, ndërsa n2 referohet si indeksi i thyerjes së silikonit.

Në Fig 5.3 a) është paraqitur në mënyrë skematike fenomeni i thyerjes së dritës në kufirin mes dy mediave me indeks thyes të ndryshme. Rishkrimi i ligjit të Snell, ne mund të llogarisim këndin me të cilat drita është e refraktuar në gjysmëpërçues:

θ2=sen −1

(n 2

n 1senθ1)

Në Fig 5.3 b) është treguar fenomeni i thyerjes dhe pasqyrimi i një rreze i incidentit të dritës në një sipërfaqe në të cilën proçesi texturing ka ndodhur. Nëse drita kalon nga një medium i dendur për më pak të dendura (ose në qoftë se n1 > n2), Ligji i Snell bëhet i pakuptimtë për vlerat θ1 mbi

një vlerë e cila quhet këndi kritik (θcrit):

θ_crit=arcsen(n 2 n 1)

Kur këndi i incidencës θ1 > θcrit nuk duket asnjë dritë e rrezeve refraktar, aksidenti i nënshtrohet

pasqyrimit të përgjithshëm të brendshëm, sepse operon ndërfaqen. Duke përdorur dukurinë e reflektimit të përgjithshëm të brendshëm, lehtësisht mund të jenë të bllokuar brenda qelizës, duke qenë në gjendje për të mbajtur një nivel të lartë të gjatësisë të rrugës optike.

Fig 5.4 a) Reflektimi i brendshëm i dritës në një qelizë diellore ku sipërfaqja e parë dhe ajo e pasme të cilat që i janë nënshtruar një procesi texturing.

Fig 5.4 b) Rasti ku sipërfaqet nuk janë trajtuar në mënyrë që të rrisë rrugën optike të dritës brenda qelizës.

Me qëllim për të shfrytëzuar fenomenin e reflektimit total të brendshëm është e nevojshme që pjesa e pasme e një qelizë diellore është pasqyruese, në mënyrë që të kthehen drita në brendësi të pajisjes. Nëse gjithashtu kryhet edhe texturing për pjesën e pasme të qelizës, është rritur gjatësia e rrugës optik të dritës, i cili, para daljes së qelizës, kryen kërcime të shumta. Në fig 5.4 b) është paraqitur në formë skematike, rasti i një qelizë diellore nëse nuk ka një sipërfaqe texturing, me pjesën e pasme të qelizës jo-reflektuese. Në në këtë mënyrë drita kalon nëpër qeliza të bëra një rrugë të vogël optike të rëndësishme. Në fig 5.4 a) në vend të kësaj është e përfaqësuar një qelizë në të cilën të dy parat dhe e pasmja janë trajtuar me një procedurë texturing, me reflektimin në fund të qelizës. Me këtë strukturë, ne mund të përfitojnë nga fenomeni i përgjithshëm i brendshëm i reflektimit, që zënë dritën brenda qelizës fotovoltaike.

5.6 Pastrimi

Pasi procesi i texturing të wafers janë pastruar dhe trajtohen me agjentë të veçantë në një proces të pastrimit kimik. Në këtë fazë, wafers duhet të lahen në ujë të dejonizuar, pastrohen me acid klorhidrik (HCl), shpëlahet përsëri në ujë të dejonizuar, pastrohen me acid hidrofluorik (HF), shpëlahen përsëri në ujë të dejonizuar dhe në fund thahen me ajër të nxehtë. Veprimi i acidit klorhidrik largon papastërtitë metalike nga sipërfaqja e meshës. Acidi hidrofluorik largon dioksidin e silicit dhe lejon formimin e një sipërfaqe të ujit. Procesi i largimit të demit të sipërfaqes, texturing dhe pastrimi janë kryer sipas një standardi të automatizuar. Wafers janë të rregulluar në kontejnerë që lejojnë kimikatet për të sulmuar gjithë sipërfaqen. Ata janë të zhvendosur nga këto enë automatikisht nga një tank në një tjetër, të cilat janë të mbushura me

kimikate dhe ujë për procesin e gravurës, pastrimit, shpëlarjes dhe tharjes. Për të kontrolluar procesin, kontejnerët janë të peshuar para dhe pas sulmit kimik duke përcaktuar thellësinë e sulmit të depërtimit nga një peshë dallimi.

KAPITULLI 6

DOPING

Doping nga një qelizë diellore është proces me të cilin papastërtitë (atomet) janë futur në silikon. Papastërtitë mund të jenë ose atomet pranuese (të tilla si bor), të dyja atome donatore (siç është fosfor). Rezultati përfundimtar është disponueshmëria e transportuesit falas. Për realizimin e qelizave apo qarqeve të integruara diellore, teknologjia më e përhapur përdor si material fillestar silikonin të tipit p ose tipit n. Silici i shkrirë është pasuruar me dopants, të tilla si bor trivalent (silic i tipit p), para shtimit të cilindrit dhe formimin e shufrës. Në përgjithësi substrate është stimuluar me tipin p, kështu për të formuar kryqëzimin P-N e një qelizë fotovoltaike, është e nevojshme për të futur papastërtitë pentavalente (donatorëve të atomeve) sipas specifikimeve

6.1 Difuzioni (Përhapja)

Përhapja është sigurisht teknika më e përdorur gjerësisht për doping e silicit në industrinë e PV. Proçesi është kryesisht i varur nga temperatura dhe është aktivizuar termikisht. Me rritjen e temperaturës (që është, me rritjen e vibracioneve termike) atomet brenda materialit lëvizin me lëvizje thjesht rastësore.

Varësia e difuzionit të temperaturës është shprehur nga ekuacioni Arrhenius:

D=D₀∗e

−∆ Q RT

Ku:

 D – koeficienti i difuzionit ekspres në cm2_/s

 D0 – konstante

 ∆Q – energjia e aktivizimit  R – konstante universal e gazit  T – temperature e shprehur në Kelvin

Doping nga difuzioni zakonisht ndodh në një gaz të rrjedhshëm në furrat analoge me ato që përdoren në procesin e oksidimit termik. Për shkak të varësisë në mënyrë eksponenciale në temperaturën e koeficientit të difuzionit, është e nevojshme për të kontrolluar temperatura të sakta në vetvete; disa shkallë të gabimit mund të çojnë në ndryshime të ndjeshme në vlerën e D, dhe pastaj të profilit doping që ka për qëllim të arrijë. Papastërtitë e futura të jenë active dhe të veprojnë si një donator apo atomet si pranuesi duhet të jenë në pozitën e grilës kristalore, e thënë si qëndrimi zëvendësues.

Fig 6.1 Në figurë tregohen pozicionet aktive (pozicionet zëvendësues) dhe ato joaktive (pozicione intersticiale)

Atomet e future, në vend që të zënë një pozicion të ndryshëm nuk janë aktive, si atomet në pozicionin intersticiale, siç tregohet në fig 6.1. Pas fazës së parë të depozitimit dhe difuzionit kërkohet një fazë e dytë në një temperaturë të lartë, por të lejojë të gjitha papastërtitë e futura në gjysmëpërçues për të zënë poste zëvendësuese, duke u bërë aktive.

përqindje të vogël të oksigjenit) i pasuruar nga avujt që përmbajnë elementin doping që duam të fusim në silikon. Temperaturat tipike para depozitimit janë 900-1000°C, por gjithashtu mund të rritet në 1200-1250°C për pre-depozitimi 'të rënda', si për difuzionin e izolimit ose për formimin e shtresave të varrosura. Herë mund të ndryshojnë nga disa minuta deri në disa dhjetëra minuta. Pranuesi kryesor për silicin është bori (tipi i dopingut p), ndërsa sa i përket donatorëve kryesore, janë fosfor (P), arsenic (As) dhe antimon (Sb) të tipit të dopingut p (n-type doping). Burimet Dopant janë të përbërë nga komponimet kimike në të ngurta, të lëngshme apo të gaztë donator si element apo pranuesi. Disa shembuj të burimeve të gjendjeve të gaztë janë diborane (B2H6) për pranuesin dhe phosphine (PH3), arsine (AsH3) dhe stibine (SbH3) për dhuruesit. Në fazën e predeposition këto komponime të gazta janë futur në furrën, aty ku reagimet kimike janë shkaktuar nga temperaturat e larta dhe shkaktojnë formimin e oksideve të cilat, nga ana e tyre, reagojnë me silicin pa elementin e dopingut. Çfarëdo burim dopingu i përdorur, duhet të zgjedhim parametrat e procesit, të tilla si temperatura dhe përbërja e atmosferës së gazit në reaktor, në mënyrë që të marrim konstanten e përqendrimit të dopant në sipërfaqen e silikonit, për një kohëzgjatje pre-depozitimit. Në këtë mënyrë, procesi është i ngjashëm me përhapjen nga një burim në një koncentrim të vazhdueshëm të një zgjerimi shumë të madh sesa kristali i stimuluar (burim i pafund). Për këtë arsye, pre-depozitimit është thënë gjithashtu hapja e një burimi pafund.

6.1.2 Difuzioni (Drive – in)

Pas hapit të meshës së silicit pre-depozitimit janë vënë përsëri në furrë në mënyrë që dopants, e futur në fazën e mëparshme, të përhapen në brendësi të gjysmëpërçuesve. Temperaturat me të cilat është kryer procesi janë duke filluar nga 1000-1200°C, me kohën që variojnë nga disa dhjetëra minuta, deri në disa orë. Ky operacion, i quajtur Drive-in, është bërë zakonisht në një atmosferë oksidimi të thatë ose avulli, në mënyrë që të formohet në gjysmëpërçues sipërfaqe e një shtresë e oksidimit, shpesh disa mijëra angstrom, i cili nuk lejon arratisjen drejt pjesës e jashtme të Dopant dhe siguron maskimin e oksidit për fazat e mëvonshme të fotoengraving.

Fig 6.2 Skema paraqet një sistem tipik në përdorimin e dopingut për difuzionin

6.1.3 Koncentrimi i përqendrimit të atomeve Dopant

Ne mund të shprehim rrjedhën e atomeve dopant në një rajon nëpërmjet raportit të rendit të parë:

F=−D∂ C

∂ x (Ek 6.1)

 D është difuzitiviteti dhe shpreh lehtësinë me të cilën atomet doping lëvizin në grilë.  C tregon përqëndrimin e atomeve doping

 X shpreh thellësinë e arritur në sipërfaqe, duke e konsideruar në një-dimensionale të difuzionit

Zgjidhjet e ekuacionit 6.2 janë marrë në raste të veçanta, duke marrë parasysh të ashtuquajturat kushtet kufitare:

 C(x,t0) = 0

 C(0,t) = CS

 C(∞, t) = 0

Cs është tretshmëria, dhe tregon se koncentrimi maksimal që Dopant mund të ketë në sipërfaqen e silikonit.

Me këto kushte të gjitha zgjidhjet e ek. 6.2 mund të shkruhen në këtë formë:

C ( x ,t )=Cs erfc

(

√

)

∫

√

∫

erf (*) përcaktohet si funksion gabim. Termi 2

√

Ekuacioni 6.2 tregon se, në bazë të kushteve të përshtatshme kufitare, atomet doping kanë një shpërndarje që përafron funksionin plotësues të gabimit (të përcaktuar si 1 - erf (*)).

Integrimi C(x, t) në lidhje me x ne marrim densitetin total N të atomeve doping të prezantuar nga difuzioni: C ( x ,t ) dx=¿2

√

∫

Fig 6.3 Trendi i përqendrimit të atomeve doping në funksion të thellësisë x nga sipërfaqja. Kjo mund të shihet sesi përqendrimi është shpërndarë pas fazës së drive-in, të cilat depërtojnë në një thellësi më të madhe.

Fig 6.4 Në figurë shihet se rritja e kohës së difuzionit të listës dhe përqendrimi i atomeve të paraqitura është e sheshuar, përafrimi i një metode Gaussian.

Fig 6.5 Figura tregon trendin e përqendrimit gjatë hapit të pre-depozitimit dhe pas fazës së Drive-In. Dhe modeli aktual i përshkruar te përqendrimi i atomeve doping (kurba e thyer e gjelbërt).

Shuma e ΔC treguar në fig 6.5 është gabimi që në mënyrë të pashmangshme penalizon në fazën e projektimit dhe në vlerësimin e përqendrimit e futjes së Dopant. Si rezultat i kësaj, modeli aktual i përqendrimit C pas hapit të drive-in është shprehur nga kurba në fig 6.5 me ngjyrë të gjelbër, me një lëvizje më të madhe Dopant në silikonin se sa pritej në fazën e projektimit. Zgjidhjet për këtë problem mund të gjenden në bazë të përvojës së mëparshme dhe duke u përpjekur për të vlerësuar të çojmë përpara gabimin Δx.

6.2 Implantimi jonik

Implantimi jonik është një proces në të cilin jonet janë futur në një gjysmëpërçues, duke ndryshuar vetitë fizike. Kjo teknikë është më e përdorura në procesin e gjysmëpërçuesve doping, në prodhimin e qarqeve të integruara. Atomet doping janë jonizues të futur të parë dhe pastaj të përshpejtuara nga një fushë elektrike duke blerë energji të lartë (zakonisht në mes të 25 dhe 200 KeV). Një rreze e përbërë prej këtyre joneve të larta të energjisë në sipërfaqen e gjysmëpërçuesve, janë depërtuar në zonat e ekspozuara të meshës. Materiali me të cilin është formuar maska mbrojtëse mund të jetë një oksidim ose një tjetër shtresë e përdorur në njëjtën strukturë në qarkun e integruar. Në mënyrë tipike jonet depërtojnë në një thellësi prej më pak se 1 μm nën sipërfaqe, duke shkaktuar dëme të konsiderueshme me strukturën kristaline gjatë hapit të implantimit. Për të mundësuar rrjetin e strukturën e saj kristalore, është e nevojshme për të sjellë materiale të temperaturave të larta, ngrohjen e meshës. Ky proces quhet pjekja. Kalitja në formë përbëhet nga një pjekje me kohëzgjatje të shkurtër (me lazer ose furrë) të materialeve gjysmëpërçues. Siç u tha, gjatë implementimit të nënshtrohet kristali, dëmi i shkaktuar nga transferimi i energjisë nga joni në grilë, rritja e mundësisë për të pasur jonet Dopant të vendosura në pozicion intersticiale dhe për këtë arsye nuk është aktive. Pjekja në këtë mënyrë duket si trajtim termik synon riparimin e demit të grilës dhe aktivizimi i joneve dopant, të cilat do të zënë zonat aktive të grilë (pozitën zëvendësuese). Nëse e dëshirojmë, pas së cilës jonet ishin futur, ato mund të rishpërndahen përmes një pasuesi të difuzionit.

Fig 6.6 Paraqitja skematike e sistemit të përdorur në një proces të implementimit jonik.

Teknika e implantimit të joneve lejon kontrollin e saktë mbi dendësinë e dopants (atomet/cm2_{) që}

të hyjë në meshë. Që nga futja e atomeve janë transportuar si jone të ngarkuara elektrikisht, ato mund të numërohen gjatë implantimit nga një aparat i ndjeshëm ndaj shtyllave, i pozicionuar në afërsi të rrugës së rrezes së incidentit. Rrezja mund të ndalet kur arrin një numër i mjaftueshëm i joneve për procesin e implantimit. Dozat e paraqitura zakonisht duke filluar në mes të 1011 _{të më}

shumë se 1016 _atomeve/cm2_{. Një doping i lartë mund të ofrojë përqëndrimin e atomeve dopant të}

nevojshme për të krijuar një kontakt të ulët rezistence ohmike në silikon. Vlerat tipike të rrymave të joneve janë të rendit të 1mA, kjo korrespondon me një rrjedhë prej 6.25 * 1015 _{të joneve për}

sekondë. Përveç një shumë të kontrollit dozës së saktë totale të futur, procesi i lejon futjen e specieve doping. Kjo pastërti është arritur duke përdorur një spektromatës masiv afër me burimin e atomeve të futura, në mënyrë që të klasifikojë specie jonike dhe të lejojnë vetëm speciet e dëshiruara për të arritur në sipërfaqen e meshës.

Fig 6.7 Shpërndarja e përqendrimit (logaritmit të përqendrimit) e papastërtive në hapat e implantimit të jonit dhe rikristalizimi. Në abshisë, X përfaqëson thellësinë nga sipërfaqja.

Në fig 6.7 kjo tregon shpërndarjen e përqendrimit të papastërtive të futura me anë të implantimit. Në fazat e mëvonshme të rikristalizimit, në të cilën kristali rimëkëmbet, cilësitë retikulare që ai zotëronte para bombardimeve të joneve, kthesa shkatërrohej gjithnjë e më shumë me rritjen e kohës, në bazë të një shpërndarje Gaussiane. Procesi pjekjes pastaj shkakton një pjesë të madhe të rishpërndarjes së përqendrimit Dopant.

6.2.1 Kanalizimi

Kanalizimi është një fenomen që ndodh gjatë procesit të ngulitjeve të joneve në substrate monokristalinë. Kjo ndodh kur jonet e incidentit hyjnë në grilë me drejtime që lejojnë ata për tu

KAPITULLI 7

MBULIMI VERBUES ANTI-SHKËLQIM

Pas krijimit të kryqëzimit p-n përmes procesit të difuzionit termik, është e nevojshme për të hequr oksidet sipërfaqësore të formuara gjatë operacionit të mëparshëm, nga sulmi acideve. Oksidet fshihen në sipërfaqe, faza e ardhshme e prodhimit e qelizave fotovoltaike është e fokusuar në krijimin e veshjeve të veçanta, të cilat kanë mënyrë për të kufizuar më tej reflektimin e dritës nga qeliza: është fjala për veshje anti-reflektive (ARC në anglisht, Coatings Anti-Reflection).

Veshjet anti-reflektive zbatohen për qelizat diellore që janë të ngjashme me ato që përdoren në fushën e optikës, si lentet në një aparat fotografik. Parimi i tyre i operacionit është i bazuar në efektin e ndërhyrjes. Ato përbëhen nga një shtresë e hollë e materialeve dielektrike, me një trashësi të zgjedhur në mënyrë që efektet e ndërhyrjes në veshje të bëjë valën të pasqyrohet nga sipërfaqja e sipërme e shtresës së anti-reflektimit jashtë fazës në krahasim me valën që reflektohet në ndërfaqen e ndarjes në midis shtresës dhe gjysmëpërçuesve.

Fig 7.1 Përfaqësimi i fenomeneve konstruktive dhe destruktive në ndërhyrjen e lidhjes në trashësinë e shtresës së anti-reflektimit.