Izvor: pv-manufacturing.org
PV industrija se oslanja na multicrystalline i monocrystalline silicon wafers za proizvodnju solarnih ćelija. Zajedno predstavljaju skoro 90% od svih materijala koji se koriste u industriji. Zbog različitih orijentacija žita unutar iste vafere, alkalno jednje se ne može koristiti za teksturu multikrostalnog silicija, jer bi to rezultiralo neuniformnom teksturijom na površini kao različita zrna koja se izjeru različitim stopama. Monocrystalline silicon wafers with [100] orientation are the common type of monocrystalline wafer in the industry because it can be lako textured using a alkalne etchant, na primjer KOH. Silikon se kristalizira u dijamantnoj kubnoj rešetnici (dvije međuprobojne kubne rešetke centrirane licem) i prikazan je na slivu 1. Plave, zelene i crvene linije u fig. 1 predstavljaju [100], [110] i [111] aviona, odnosno.
Figura 1Zastupljenost dijamantske kubne rešetke silikona kristala i zastupljenost različitih ravnina na što se ukazuje obojenim linijama.
Figura 1Zastupljenost dijamantske kubne rešetke silikona kristala i zastupljenost različitih ravnina na što se ukazuje obojenim linijama.
Alkalni etchants ječ [100] silikonske površine mnogo brže od [111] silikonih površina, što je osnova za anizotropni proces jednja koji se koristi za napraviti piramidnu teksturu. Glavna razlika između oštećenja pile i tekstura je brzina jetre. Da bi se povećala anizotropija procesa brzina jeha mora biti niska, dakle 2 μm/min ili niža. Da bi se ostvarile niže stope jetra, ili se temperatura procesa može spustiti i/ili se koncentracija jetra smanji. Na primjer, tipični recept za teksturu koji koristi koH koncentraciju od 1-2% (u odnosu na koncentraciju od 30-40 % u uklanjanju oštećenja pile) na 70-80°C. Rezultat je površina naseljena randomiziranim kvadratnim piramidama gdje su strane formirane od strane [111] aviona, a baza je [100] avion. Ovo je prikazano na smokvu 2. U stvarnosti, urezane piramide nisu savršeni kvadratni tetraedri sa osnovnim uglom, a, od 54,74°. Za većinu industrijskih procesa tekstura a je između 49 i 53°. To je zato što se vrh piramide urezao najduže trajanje.
Na 2.Nasumične kvadratne piramide na površini silikona. Osnovni rub je 5-6 μm.
Otopina za teksturu također uključuje izopropanol (ili neki drugi industrijski dodatak). Izopropanol djeluje kao surfaktant koji pojačava vlaženje površine i osigurava da H2plin (otpušten ječom) ne drži se na površini. Ako se izopropanol ne koristi, okrugli "brđani" se mogu formirati zbog H2Mjehurići blokiraju brzinu ječma na površini. Izopropil smanjuje površinsku napetost i omogućava H2mjehurići za lakše oslobađanje sa površine.
Postoji mnogo faktora koji doprinose kvalitetu tekstura:
Rezultat tekstura zavisi od početne površine.
Proces je osjetljiv na prisustvo zaostajućih silikata od oštećenja pile.
Ravnoteža između nukleacije piramida i uništavanja piramida.
Preko jecanja može dovesti do uništenja piramida.
Isparavanje Izopropanola nastaje nakon što temperatura kupke dostigne 90 °C.
Izopropanol ima vlažuće funkcije – zaustavlja H2 mjehuriće da se zalepe za površinu.
Ventilacija je važna, ali može utjecati na brzinu isparavanja izopropanola
Tipična trajencija procesa je 15-20 min, stoga se mora pratiti brzina isparavanja.
Batch cirkulacija – mjehurić sa N2može pomoći da se komponente kupke dobro pomiješaju.
Ispravna tekstura je važna jer je tekstura površine direktno povezana sa sposobnošću solarne ćelije da bere svjetlost i generira struju. Teksturanje površina poboljšava ćelijsku struju preko tri različita mehanizma.
Refleksija svjetlosnih zraka sa jedne ugljene površine na drugu poboljšava vjerojatnost apsorpcije.
Fotoni refraktiran u silicij će se razmnožavati pod uglom, povećavajući njihovu efektivnu dužinu puta unutar ćelije, što za nogom povećava šansu za generaciju para elektron-rupa.
Fotoni duge talasne dužine koji se odražavaju sa zadnje površine nailaze na ugaonu silicijsku površinu, poboljšavajući šansu da se interno reflektuju (zamke svjetlosti)
Dobra tekstura bi trebala dovesti do manje reflektivnosti za cijeli vidljivi raspon talasne dužine.
U fig. 6, različita reflektivost za različita vremena ječma ispleten je kao funkcija talasne dužine. Za optimalnu teksturu, veličina piramida bi trebala biti 3-10 μm (veličina ruba u bazi) a pokrivenost površine bi trebala biti blizu 100%.
