Prosessen med å dyrke en enkelt krystall for monokrystallinske solceller er kjent som Czochralski (Cz) metoden. Her er en trinn-for-trinn forklaring av prosessen:
Valg av råmateriale: Prosessen begynner med valg av et silisium med høy renhet som råmateriale. Silisium brukes ofte i solcelleproduksjon på grunn av dets halvledende egenskaper.
Smeltende silisium: Det valgte silisiumet varmes deretter opp i en digel til det når smeltepunktet, som er rundt 1414 grader Celsius (2577 grader Fahrenheit).
Frøkrystallforberedelse: En liten enkeltkrystall av silisium, ofte referert til som en frøkrystall, er nøye forberedt. Denne frøkrystallen er vanligvis festet til en stang kalt en "frøkrystallfeste".
Dyppe frøkrystall: Frøkrystallen dyppes i det smeltede silisiumet, og ettersom det sakte trekkes tilbake, størkner et tynt lag med silisium på frøkrystallen. Dette første laget tar i bruk krystallstrukturen til frøet.
Krystallvekst: Frøkrystallen, nå belagt med et tynt lag silisium, roteres og trekkes oppover fra det smeltede silisiumet. Denne prosessen lar en større enkeltkrystall vokse på frøet, med atomer på linje i en høyt ordnet, monokrystallinsk struktur.
Kontrollert kjøling: Når krystallen vokser, kontrolleres temperaturen nøye for å opprettholde forholdene som er nødvendige for en enkelt krystallstruktur. Denne langsomme avkjølingsprosessen er avgjørende for å oppnå et høyt nivå av krystallrenhet og jevnhet.
Dannelse av ingot: Resultatet er en sylindrisk barre av monokrystallinsk silisium, med frøkrystallen i den ene enden og den nyvoksne monokrystallinske strukturen som strekker seg langs lengden av barren.
Ingot-skjæring: The monokrystallinsk silisium ingot blir deretter skåret i tynne skiver ved hjelp av en diamantsag. Disse skivene vil være byggesteinene for individuelle solceller.
Overflatebehandling: Skivene gjennomgår ulike overflatebehandlinger, inkludert polering og rengjøring, for å forberede dem til fremstilling av solceller.
Solcellefremstilling: De monokrystallinske silisiumskivene blir deretter behandlet for å lage solceller. Dette innebærer tilsetning av dopingmidler for å skape de ønskede halvlederegenskapene, påføring av antireflekterende belegg og inkorporering av elektriske kontakter.
Czochralski-metoden tillater produksjon av store monokrystallinske silisiumskiver av høy kvalitet, noe som gjør den til en mye brukt teknikk ved produksjon av monokrystallinske solceller.
