ที่มา:pv-manufacturing.org
อุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ต้องพึ่งพาเวเฟอร์ซิลิกอนหลายผลึกและโมโนคริสตัลไลน์ในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ เมื่อรวมกันแล้วคิดเป็นเกือบ 90% ของวัสดุพื้นผิวเวเฟอร์ทั้งหมดที่ใช้ในอุตสาหกรรม เนื่องจากการกัดเซาะของเกรนที่แตกต่างกันภายในเวเฟอร์เดียวกัน การกัดด้วยอัลคาไลน์จึงไม่สามารถใช้กับพื้นผิวซิลิกอนที่เป็นผลึกหลายผลึกได้ เนื่องจากจะส่งผลให้พื้นผิวไม่สม่ำเสมอกันเมื่อเกรนต่างกันในอัตราที่ต่างกัน เวเฟอร์ซิลิกอนโมโนคริสตัลไลน์ที่มีการวางแนว [100] เป็นประเภทที่พบมากที่สุดของเวเฟอร์โมโนคริสตัลไลน์ในอุตสาหกรรม เนื่องจากสามารถกำหนดพื้นผิวได้อย่างง่ายดายโดยใช้ตัวกัดอัลคาไลน์ เช่น KOH ซิลิกอนตกผลึกในตาข่ายลูกบาศก์เพชร (ตาข่ายลูกบาศก์ที่มีผิวหน้าเจาะทะลุเข้ามาสองอัน) และแสดงในรูปที่ 1 เส้นสีน้ำเงิน สีเขียว และสีแดงในรูปที่ 1 แสดงถึง [100], [110] และ [111] เครื่องบินตามลำดับ
รูปที่ 1การเป็นตัวแทนของเพชรคิวบิกแลตทิซของคริสตัลซิลิกอนและการแสดงระนาบต่างๆ ตามที่ระบุด้วยเส้นสี
รูปที่ 1การเป็นตัวแทนของเพชรคิวบิกแลตทิซของคริสตัลซิลิกอนและการแสดงระนาบต่างๆ ตามที่ระบุด้วยเส้นสี
ตัวทำละลายอัลคาไลน์กัดผิวซิลิกอน [100] ผิวเร็วกว่าพื้นผิวซิลิกอน [111] มาก ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับกระบวนการกัดแบบแอนไอโซทรอปิกที่ใช้ทำพื้นผิวพีระมิด ความแตกต่างหลักระหว่างการกัดเซาะความเสียหายและพื้นผิวคืออัตราการกัด เพื่อเพิ่ม anisotropy ของกระบวนการ อัตราการกัดต้องต่ำ เช่น 2 µm/min หรือต่ำกว่า เพื่อให้บรรลุอัตราการกัดที่ต่ำกว่า สามารถลดอุณหภูมิกระบวนการและ/หรือความเข้มข้นของตัวดึงข้อมูลลดลง ตัวอย่างเช่น สูตรพื้นผิวทั่วไปที่ใช้ความเข้มข้นของ KOH 1-2% (เมื่อเทียบกับความเข้มข้น 30-40% ในการขจัดความเสียหายจากเลื่อย) ที่ 70-80°C ผลที่ได้คือพื้นผิวที่มีปิรามิดฐานสี่เหลี่ยมแบบสุ่ม โดยที่ด้านข้างสร้างด้วยระนาบ [111] ระนาบ และฐานคือระนาบ [100] ภาพนี้แสดงให้เห็นในรูปที่ 2 ในความเป็นจริง พีระมิดสลักไม่ใช่จัตุรมุขที่มีฐานเป็นสี่เหลี่ยมที่สมบูรณ์แบบโดยมีมุมฐาน a เท่ากับ 54.74° สำหรับกระบวนการเท็กซ์เจอร์ทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ ค่า a อยู่ระหว่าง 49 ถึง 53° เนื่องจากส่วนปลายของพีระมิดสลักไว้นานที่สุด
รูปที่ 2ปิรามิดสี่เหลี่ยมสุ่มบนพื้นผิวซิลิกอน ขอบฐานคือ 5-6 µm
สารละลายพื้นผิวยังรวมถึงไอโซโพรพานอล (หรือสารเติมแต่งทางอุตสาหกรรมอื่นๆ) ไอโซโพรพานอลทำหน้าที่เป็นสารลดแรงตึงผิวซึ่งช่วยเพิ่มการเปียกของพื้นผิวและทำให้มั่นใจได้ว่า H2ก๊าซ (ออกโดยการกัด) ไม่ติดพื้นผิว หากไม่ใช้ไอโซโพรพานอล อาจเกิด “เนิน” กลมขึ้นเนื่องจาก H2ฟองอากาศปิดกั้นอัตราการกัดที่พื้นผิว ไอโซโพรพิลช่วยลดแรงตึงผิวและช่วยให้ H2ให้ฟองอากาศหลุดออกจากผิวได้ง่ายขึ้น
มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อคุณภาพของพื้นผิว:
ผลลัพธ์ของพื้นผิวขึ้นอยู่กับพื้นผิวเริ่มต้น
กระบวนการนี้มีความไวต่อการมีอยู่ของซิลิเกตที่ตกค้างจากการกัดเซาะของเลื่อย
ความสมดุลระหว่างนิวเคลียสของพีระมิดและการทำลายพีระมิด
การแกะสลักมากเกินไปอาจนำไปสู่การทำลายปิรามิดได้
การระเหยของไอโซโพรพานอลเกิดขึ้นหลังจากอุณหภูมิของอ่างถึง 90 °C
ไอโซโพรพานอลมีหน้าที่ทำให้เปียก - หยุดฟอง H2 ไม่ให้เกาะติดกับพื้นผิว
การระบายอากาศมีความสำคัญ แต่อาจส่งผลต่ออัตราการระเหยของไอโซโพรพานอล
ระยะเวลากระบวนการโดยทั่วไปคือ 15-20 นาที ดังนั้นจึงต้องติดตามอัตราการระเหย
การหมุนเวียนแบบแบตช์ – เดือดปุด ๆ ด้วย N2สามารถช่วยให้ส่วนผสมของอ่างอาบน้ำผสมกันได้ดี
การกำหนดพื้นผิวที่ถูกต้องมีความสำคัญเนื่องจากพื้นผิวมีความสัมพันธ์โดยตรงกับความสามารถของเซลล์แสงอาทิตย์ในการเก็บเกี่ยวแสงและสร้างกระแส การกำหนดพื้นผิวของพื้นผิวช่วยปรับปรุงกระแสของเซลล์ผ่านกลไกที่แตกต่างกันสามประการ
การสะท้อนของรังสีแสงจากพื้นผิวมุมหนึ่งไปยังอีกพื้นผิวหนึ่งช่วยเพิ่มความน่าจะเป็นของการดูดกลืน
โฟตอนที่หักเหเข้าไปในซิลิกอนจะแพร่กระจายในมุมหนึ่ง เพิ่มความยาวเส้นทางที่มีประสิทธิภาพภายในเซลล์ ซึ่งจะเพิ่มโอกาสในการสร้างคู่อิเล็กตรอน-รู
โฟตอนความยาวคลื่นยาวที่สะท้อนจากพื้นผิวด้านหลังจะพบกับพื้นผิวซิลิกอนที่ทำมุม ช่วยเพิ่มโอกาสที่จะถูกสะท้อนภายใน (การดักจับแสง)
พื้นผิวที่ดีควรนำไปสู่การสะท้อนแสงที่ต่ำลงสำหรับช่วงความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ทั้งหมด
ในรูปที่ 6 การสะท้อนแสงที่แตกต่างกันสำหรับเวลาการแกะสลักที่ต่างกันจะถูกวาดเป็นฟังก์ชันของความยาวคลื่น เพื่อให้ได้พื้นผิวที่เหมาะสมที่สุด ขนาดของปิรามิดควรอยู่ที่ 3-10 µm (ขนาดของขอบที่ฐาน) และความครอบคลุมของพื้นผิวควรใกล้เคียงกับ 100%
