מקור: pv-manufacturing.org
סיליקון מונוקריסטלין (מונו-סי או c-Si) הוא סיליקון המורכב מקריסטל יחיד מוצק רציף. הסיליקון שגדל עבור יישומים פוטו וולטאיים (PV) גדל בצורה גלילית עם קוטר אופייני של 8 אינץ ' (~ 200 מ"מ). לאחר מכן, משטח הגליל נחתך כדי ליצור צורה מדומה-מרובעת. מטויים אלה יכולים להיות מוכנים כמינומיים,P- סוג מסומם אוN-סוג סיליקון מסומם.P-סימום סוג מושגת בדרך כלל באמצעות בור בעודN-סימום מסוג מושגת באמצעות זרחן. תאים סולריים מפוברקים מונו-סי מהווים כ 35% (30%P-סוג ו-5%N-סוג) של כל התאים הסולאריים מבוססי וופל סיליקון. העובי האופייני של מונו-סי בשימוש PV ייצור תאים סולריים הוא בטווח 160-190 μm. ב-2019, יצרנית וופל הסיליקון המונו-סי הגדולה ביותר הייתה חברת החומרים הסיליקון שיאן לונגי.
שיטת Cz - הנקראת על שם יאן צ'וכרלסקי ) היא השיטה הנפוצה ביותר לייצור מונו-סי. שיטה זו יש עמידות נמוכה יחסית מתח תרמי, זמן עיבוד קצר, ועלות נמוכה יחסית. הסיליקון שגדל באמצעות תהליך Cz מאופיין גם על ידי ריכוז חמצן גבוה יחסית שעשוי לסייע לתמותה פנימית. תקן התעשייה של קוטר הגביש הוא מ 75-210 מ"מ עם<100>אוריינטציה גבישית. טוהר גבוה פוליסיליקון (סיליקון כיתה סולארית) חומר עם dopants נוספים, בדרך כלל בורון (עבורP-סוג סימום) או זרחן (עבורN-סימום סוג) משמש כ- feedstock עבור התהליך. זרע סיליקון קריסטל יחיד ממוקם על פני השטח, מסובב ונמשך בהדרגה כלפי מעלה. זה מושך את הסיליקון המותך מתוך ההמסה, כך שהוא יכול להתגבש לתוך גביש יחיד רציף מהזרע. הטמפרטורה ומהירות המשיכה מותאמות בקפידה כדי למנוע נקע בקריסטל, אשר יכול להיווצר על ידי הלם מגע זרע / להמיס. שליטה במהירות יכולה גם להשפיע על קוטר הגביש. ריכוזי החמצן והפחמן האופייניים הם [O] ≈ 5-10 × 1017ס מ-330 × ≈ 5-10 - 5-1015ס מ-3בהתאמה. בשל שונות מסיסות של חמצן בסיליקון (מ 1018ס מ-3בנקודת המסת הסיליקון למספר הזמנות בסדר גודל נמוך יותר בטמפרטורת החדר), חמצן יכול לזרז. החמצן שלא זירז יכול להפוך לפגמים פעילים חשמלית, ובנוסף, התורמים התרמיים מהחמצן יכולים להשפיע על ההתנגדות של החומר. לחלופין, חמצן מואצת יכולה להקל על תקלות פנימיות של מזהמים. הצורה הבין-סטיטיבית של חמצן [Oאניב-2015, לאחר שסיים את תP-סוג סיליקון יכול להשפיע קשות על הביצועים של הסיליקון. תחת תאורה או הזרקה נוכחית, החמצן הבין-סטיטיבי יוצרפגם בחמצן בורון עם הדום ברקע, בורון. זה ידוע כדי להפחית את היעילות של תא סולארי שהושלם על ידי עד 10 % יחסית.
חיסרון נוסף בתהליך ה-Cz הסטנדרטי הוא העובדה שהתפלגות הדופטים אינה אחידה לאורך המעילים, משום שמקדם הבורון (0.8) והזרחן (0.3) אינם אחדות. התוצאה היא ריכוז דום נמוך יחסית, ומכאן התנגדות גבוהה יותר, בתחילת תהליך המשיכה Cz וריכוז דום גבוה יותר, ומכאן התנגדות נמוכה יותר, לקראת סוף תהליך המשיכה. בשל תהליך ההפרדה הנמוך יחסית של זרחן, זה בעיקר בעיה עבורN-סוג מונו-Si וכתוצאה מכך טווח התנגדות רחב עבורN-מקלות.
תהליך ה-Cz ותהליך החיתוך של ה-Cz מוצג באנימציה שלהלן.
גרסה נוספת של תהליך Cz היא תהליך Cz רציף. בתהליך Cz רציף, חומר חדש מתווסף להמסה במהלך משיכת המשכים. זה מאפשר כור היתוך רדוד יותר באופן משמעותי, הפחתת האינטראקציה עם קירות כור ההיתוך, וגם מאפשר לך לשלוט בריכוז הדום בהמסה וכתוצאה מכך ריכוז דום בלינג יכול להיות קבוע. כך זה יכול להוביל הרבה יותר מדי מדי ingots במונחים של התנגדות אשר גם ארוכים יותר כפי שאתה כבר לא מוגבל לנפח ההמסה ההתחלתית. חיסרון של שיטת Cz רציפה היא, עם זאת, כי מזהמים עם מקדם הפרדה נמוכה ניתן לבנות בהמסה וכתוצאה מכך ריכוזים גבוהים בחלק האחרון של תהליך המשיכה.
וופל סיליקון סולרי מונוקריסטלין CZ (צ'וכרלסקי)