KEE/SOESKEE/SOES
8. přednáška8. přednáška
ModernModerní tí technologie FV echnologie FV článkůčlánků
Ing. Milan Bělík, Ph.D.Ing. Milan Bělík, Ph.D.
Moderní tModerní technologieechnologie FV FV článkůčlánků
Polykrystalický křemíkPolykrystalický křemík
Křemík - tenké vrstvyKřemík - tenké vrstvy
Jiné polovodičeJiné polovodiče
Organické sloučeninyOrganické sloučeniny
1. generace FV1. generace FV
monokrystal Si, polykrystal Simonokrystal Si, polykrystal Si
2. generace FV2. generace FV
tenké vrstvy amorfního nebotenké vrstvy amorfního nebo
mikrokrystalického Simikrokrystalického Si
3. generace FV3. generace FV
překročení Shockley – překročení Shockley – QueisserovyQueisserovy
hranice (přeměna přebytku energiehranice (přeměna přebytku energie
fotonu na teplo)fotonu na teplo)
Monokrystalický křemíkMonokrystalický křemíkSnaha o úsporu materiáluSnaha o úsporu materiálu
Řezání tenčích desek (z 0,3 na 0,1mm)Řezání tenčích desek (z 0,3 na 0,1mm)
Rozvoj alternativních technologiíRozvoj alternativních technologiíTažení destiček skrz štěrbinu (EFG Shott Solar)Tažení destiček skrz štěrbinu (EFG Shott Solar)
Tažení destiček mezi strunami (Evergreen Solar)Tažení destiček mezi strunami (Evergreen Solar)
Žíhané kuličky - spíš polykrystal (Spheral Solar)Žíhané kuličky - spíš polykrystal (Spheral Solar)
Směrové leptání – pásky 0,05x2x100mm (Silver Směrové leptání – pásky 0,05x2x100mm (Silver Cells)Cells)
Nevýhody oproti monokrystaluNevýhody oproti monokrystaluHorší vodivost na rozhraní krystalůHorší vodivost na rozhraní krystalů
Menší účinnostMenší účinnost
Polykrystalický křemíkPolykrystalický křemíkLevnější než monokrystalLevnější než monokrystal
Jednodušší technologieJednodušší technologieOdpadá Czochralskiho procesOdpadá Czochralskiho proces
Výhody podobné monokrystalu:Výhody podobné monokrystalu:Vhodná šířka zakázaného pásmaVhodná šířka zakázaného pásma
DostupnýDostupný
NejedovatýNejedovatý
StályStály
Nevýhody oproti monokrystaluNevýhody oproti monokrystaluHorší vodivost na rozhraní krystalůHorší vodivost na rozhraní krystalů
Menší účinnostMenší účinnost
Levnější než monokrystal????Levnější než monokrystal????Levnější technologieLevnější technologie
FV trh - větší poptávka než nabídkaFV trh - větší poptávka než nabídka
Tenké vrstvyTenké vrstvytenké vrstvy amorfního Sitenké vrstvy amorfního Sitenké vrstvy mikrokrystalického Sitenké vrstvy mikrokrystalického Si
Úspora materiálu (100x méně Si)Úspora materiálu (100x méně Si)Drahé technologie (vakuové depozice)Drahé technologie (vakuové depozice)
Nižší účinnost (pod 10Nižší účinnost (pod 10%%))Podobné náklady na jednotku výkonu Podobné náklady na jednotku výkonu jako 1. generacejako 1. generaceV současnosti cca 5V současnosti cca 5%% produkce produkce
Vakuové nanášení vrstevVakuové nanášení vrstevelektricky kvalitníelektricky kvalitní
Pomalé - snaha o vyšší rychlost (10nm/s)Pomalé - snaha o vyšší rychlost (10nm/s)
vysokotlaký ochuzený režim HPDvysokotlaký ochuzený režim HPD
Nanášení z roztokůNanášení z roztokůRoztok cyklopentasilanuRoztok cyklopentasilanu
Následné žíhání na amorfní nebo polykrystalický SiNásledné žíhání na amorfní nebo polykrystalický Si
KřemíkKřemík2. prvek v kůře (28%)2. prvek v kůře (28%)
Pískovce, jíly, žuly, křemenPískovce, jíly, žuly, křemen
SiOSiO22
Teplota tání: 1410 - 1420 °CTeplota tání: 1410 - 1420 °C
Teplota varu: 2900 - 3200 °CTeplota varu: 2900 - 3200 °C
Hustota: 2,330 g.cm-3Hustota: 2,330 g.cm-3
Tvrdost: 6,5Tvrdost: 6,5
Objev: 1824 (J. Berzeli)Objev: 1824 (J. Berzeli)
Výroba průmyslového Výroba průmyslového křemíkukřemíku
Tavení v obloukové peciTavení v obloukové peci
Redukce uhlíkem na grafitové elektroděRedukce uhlíkem na grafitové elektrodě
Čistota 97 – 99%Čistota 97 – 99%
Výroba čistého křemíkuVýroba čistého křemíkuZonální taveníZonální tavení
Dlouhá tyčDlouhá tyč
Postupné protažení tavicí pecíPostupné protažení tavicí pecí
Postupný přesun nečistot ke konci tyčePostupný přesun nečistot ke konci tyče
Odříznutí nečistotOdříznutí nečistot
Chemické procesyChemické procesy– Siemensův postupSiemensův postup
Výroba trichlorsilanu HSiClVýroba trichlorsilanu HSiCl33
Profoukávání plyné fáze vrstvou čistého křemíku (1100 °C)Profoukávání plyné fáze vrstvou čistého křemíku (1100 °C)
– Dupontův postupDupontův postup
Výroba cloridu křemičitého SiClVýroba cloridu křemičitého SiCl44
Rozklad na čistém Zn (950°C)Rozklad na čistém Zn (950°C)
Výroba monokrystaluVýroba monokrystaluCzochralského procesCzochralského proces
Řízená krystalizaceŘízená krystalizace
Vložení zárodečného čistého krystaluVložení zárodečného čistého krystalu
Rotace a pulzace krystaluRotace a pulzace krystalu
Atmosféra ArAtmosféra Ar
ŘezáníŘezání
Velké ztráty (50%)Velké ztráty (50%)
Plátky 300 mikronů (100 mikronů)Plátky 300 mikronů (100 mikronů)
Diamantové pilyDiamantové pily
Řezání pásků monokrystalu laseremŘezání pásků monokrystalu laserem
Leštění povrchuLeštění povrchu
Odstraní drsnosti po řezáníOdstraní drsnosti po řezání
Kyselé procesyKyselé procesy
Alkalické procesy – leptové čtverce - leskléAlkalické procesy – leptové čtverce - lesklé
Top Related