- Alle fortschrittlichen Zelltechnologien unterscheiden sich hauptsächlich hinsichtlich der Passivierungsmethode
- Bei der Passivierung gibt es zwei Methoden: Feldeffektpassivierung und chemische Passivierung
- Während es bei der chemischen Passivierung um die Sättigung der freien Bindungen geht, geht es bei der Feldeffektpassivierung darum, ein elektrisches Feld nahe der Oberfläche zu erzeugen, um Ladungsträger gleicher Polarität abzustoßen
Alle fortschrittlichen Solarzellentechnologien haben eine unterschiedliche Zellstruktur und folgen einem ziemlich unterschiedlichen Prozessablauf. Aus einer breiteren Perspektive betrachtet ist das Passivierungsschema jedoch das entscheidende Unterscheidungsmerkmal für alle diese hocheffizienten Zelltechnologien. Die Anpassung des Metallisierungsprozesses entsprechend der Passivierungskonfiguration ist ein weiterer wichtiger Teil der Implementierung all dieser fortschrittlichen Zelltechnologien. Nachfolgend finden Sie eine kurze Zusammenfassung der Grundlagen der Passivierung.
Grundlagen der Passivierung
Der Siliziumwafer – der Grundrohstoff – weist zum Zeitpunkt des Eintritts in eine Zelllinie immer noch inhärente Mängel auf. Am auffälligsten sind Oberflächendefekte, die durch den grundlegenden Prozess des Schneidens der Wafer aus einem Barren entstehen und zu Störungen des Kristallgitters auf beiden Waferoberflächen führen. Diese Unterbrechungen in der periodischen Anordnung der Siliziumatome führen zu sogenannten baumelnden Bindungen, die als Rekombinationszentren fungieren. Passivierung ist ein Prozess, bei dem diese Defekte inaktiviert werden, um die Oberflächenrekombination von Ladungsträgern zu reduzieren und so die Zelleffizienz zu gewährleisten.
Es gibt zwei sich ergänzende Passivierungsmethoden: a) starke Reduzierung von Ladungsträgern einer Polarität, die die Oberfläche erreichen, und b) Reduzierung des Grenzflächenzustands durch Sättigung der freien Bindungen. Letzteres kann wiederum auf zwei Arten erreicht werden. Eine besteht darin, einfach die freien Bindungen auf der Oberfläche zu sättigen, indem geeignete Bedingungen für das Wachstum einer Oberflächenschicht geschaffen werden, die den Atomen genügend Zeit und Energie gibt, optimale Energieniveaus zu erreichen, um diese freien Bindungen zu sättigen. Alternativ kann man einen wasserstoffreichen dielektrischen Film abscheiden, der in nachfolgenden Brennschritten Wasserstoff freisetzt. Der freie Wasserstoff besetzt freie Stellen freier Bindungen und beruhigt diese dadurch. Diese Methode heißt chemische Passivierung.
Es gibt einen anderen Mechanismus namens FeldeffektpassivierungDabei wird nahe der Oberfläche ein elektrisches Feld erzeugt, das Ladungsträger ähnlicher Polarität abstoßen kann. Dies kann durch eine absteigende Dotierstoffdichte bei hoher Oberflächenkonzentration erreicht werden. Darüber hinaus erzeugt das Aufbringen einer dielektrischen Schicht mit hohen festen Ladungen auch einen elektrischen Feldgradienten in der Nähe der Oberfläche, der für eine Feldeffektpassivierung sorgt (siehe Grafik). Diesem Grundprinzip folgend verfügt jede fortschrittliche Zellarchitektur über ein spezifisches Passivierungsschema.
Quelle aus Taiyang-Nachrichten
