Processen med at dyrke en enkelt krystal til monokrystallinske solceller er kendt som Czochralski (Cz) metoden. Her er en trin-for-trin forklaring af processen:
Udvælgelse af råmateriale: Processen begynder med udvælgelsen af et højrent silicium som råmateriale. Silicium er almindeligt anvendt i solcellefremstilling på grund af dets halvledende egenskaber.
Smeltende silicium: Det valgte silicium opvarmes derefter i en digel, indtil det når sit smeltepunkt, som er omkring 1.414 grader Celsius (2.577 grader Fahrenheit).
Frøkrystalforberedelse: En lille enkelt krystal af silicium, ofte omtalt som en frøkrystal, er omhyggeligt forberedt. Denne frøkrystal er typisk fastgjort til en stang kaldet et "frøkrystalmontering".
Dyppe frøkrystallen: Frøkrystallen dyppes i det smeltede silicium, og da det langsomt trækkes tilbage, størkner et tyndt lag silicium på frøkrystallen. Dette indledende lag adopterer frøets krystalstruktur.
Krystalvækst: Frøkrystallen, nu belagt med et tyndt lag silicium, roteres og trækkes opad fra det smeltede silicium. Denne proces tillader en større enkelt krystal at vokse på frøet, med atomer på linje i en højt ordnet, monokrystallinsk struktur.
Kontrolleret afkøling: Efterhånden som krystallen vokser, kontrolleres temperaturen omhyggeligt for at opretholde de nødvendige betingelser for en enkelt krystalstruktur. Denne langsomme afkølingsproces er afgørende for at opnå et højt niveau af krystalrenhed og ensartethed.
Dannelse af ingot: Resultatet er en cylindrisk barre af monokrystallinsk silicium, med frøkrystallen i den ene ende og den nyudvoksede monokrystallinske struktur strækker sig langs barrens længde.
Ingot udskæring: Den monokrystallinsk silicium barren skæres derefter i tynde vafler ved hjælp af en diamantsav. Disse wafere vil være byggestenene til individuelle solceller.
Overfladebehandling: Vaflerne gennemgår forskellige overfladebehandlinger, herunder polering og rengøring, for at forberede dem til fremstilling af solceller.
Fremstilling af solceller: De monokrystallinske siliciumskiver behandles derefter for at skabe solceller. Dette involverer tilføjelse af dopingmidler for at skabe de ønskede halvlederegenskaber, påføring af anti-reflekterende belægninger og inkorporering af elektriske kontakter.
Czochralski-metoden giver mulighed for produktion af store monokrystallinske siliciumskiver af høj kvalitet, hvilket gør det til en meget brugt teknik til fremstilling af monokrystallinske solceller.
