Heimild: pv-manufacturing.org
PV iðnaðurinn byggir á fjölkristölluðum og einkristölluðum sílikonplötum til að framleiða sólarsellur. Saman tákna þeir næstum 90% af öllu hráefni undirlagsefni sem notað er í greininni. Vegna mismunandi kornstefnu innan sömu skífunnar er ekki hægt að nota basískt ætingu til að áferð marghristaðs kísils, þar sem þetta myndi leiða til ó einsleita áferðar á yfirborðinu þar sem mismunandi korn etsa á mismunandi hraða. Einkristölluð kísillskífur með [100] stefnumörkun eru algengasta gerð einkristallaðrar wafer í greininni vegna þess að það er auðvelt að áferð með basískum ets, til dæmis KOH. Kísill kristallast í demanturskúlu grind (tvö milligöng andlitsmiðjuð rúmmetra grindur) og er sýnd á mynd 1. Bláu, grænu og rauðu línurnar á mynd 1 tákna [100], [110] og [111] flugvélar, í sömu röð.
Mynd 1Framsetning á demanturskúlugrind kísilkristals og framsetningu mismunandi plana eins og litaðar línur gefa til kynna.
Mynd 1Framsetning á demanturskúlugrind kísilkristals og framsetningu mismunandi plana eins og litaðar línur gefa til kynna.
Alkalískir ætiefni etsa [100] kísilflöt miklu hraðar en [111] kísilflöt, sem er grunnurinn að anisotropic ætingarferlinu sem notað er til að búa til pýramída áferð. Aðalmunurinn á milli ætingar á sagaskemmdum og áferð er ætingarhraði. Til að auka anisotropy ferlisins þarf æðartíðni að vera lág, þ.e. 2 µm/mín eða lægri. Til að ná lægri ætingarhraða er annaðhvort hægt að lækka vinnsluhitastigið og/eða lækka etsstyrkinn. Til dæmis dæmigerð áferðaruppskrift sem notar KOH styrk 1-2% (í samanburði við 30-40% styrk í fjarlægingu sagaskemmda) við 70-80 ° C. Niðurstaðan er yfirborð byggt með slembiraðuðum feramídum pýramýdum þar sem hliðarnar eru myndaðar af [111] flugvélum og grunnurinn er [100] planið. Þetta er lýst á mynd 2. Í raun og veru eru ætjuðu pýramídarnir ekki fullkomnir ferningsbundnir tetraeder með grunnhorn, a, 54,74 °. Fyrir flest iðnaðar áferðarferli er a á milli 49 og 53 °. Þetta er vegna þess að oddur pýramídans er etsaður lengst.
Mynd 2Handahófi ferkantaðir pýramídar á kísilborði. Grunnbrúnin er 5-6 µm.
Áferðarlausnin inniheldur einnig ísóprópanól (eða annað iðnaðaraukefni). Ísóprópanól virkar sem yfirborðsvirkt efni sem eykur bleytingu á yfirborði og tryggir að H2gas (losað við ætingu) festist ekki við yfirborðið. Ef ísóprópanól er ekki notað geta hringlaga „hæðir“ myndast vegna H.2loftbólur sem hindra ætishraða við yfirborðið. Ísóprópýl dregur úr yfirborðsspennu og leyfir H2loftbólur til að losna auðveldlega frá yfirborðinu.
Það eru margir þættir sem stuðla að gæðum áferðar:
Niðurstaðan á áferð fer eftir upphaflegu yfirborði.
Ferlið er næmt fyrir tilvist leifar af sílikötum frá ætingu sagaskemmda.
Jafnvægið milli pýramída kjarna og eyðingu pýramída.
Of mikil etsing getur leitt til eyðingar pýramýda.
Uppgufun ísóprópanóls á sér stað eftir að baðhitinn nær 90 ° C.
Ísóprópanól hefur bleytingaraðgerð - stöðvar að H2 loftbólur festist við yfirborðið.
Loftræsting er mikilvæg en getur haft áhrif á uppgufunarhraða ísóprópanóls
Venjulegur vinnslutími er 15-20 mínútur, þess vegna verður að fylgjast með uppgufunartíðni.
Lotuhringrás - kúla með N2getur hjálpað til við að halda baðhlutum vel blandaðri.
Rétt áferð er mikilvægt vegna þess að yfirborðsáferðin er í beinum tengslum við getu sólarfrumunnar til að uppskera ljós og mynda straum. Áferð á yfirborð bætir frumustrauminn með þremur mismunandi aðferðum.
Endurspeglun ljósgeisla frá einu horni yfir á annan bætir líkur á frásogi.
Ljóseindir sem brotnar inn í kísilinn munu fjölga sér í horn og auka skilvirka leiðarlengd þeirra innan frumunnar, sem aftur eykur líkurnar á að rafeindagat par myndist.
Ljósmyndir með langbylgjulengd sem endurspeglast frá bakhliðinni lenda í hornhreinsuðu kísillyfirborði sem bætir möguleikana á að endurkastast innra með sér (ljósgilding)
Góð áferð ætti að leiða til lægri endurspeglunar fyrir allt sýnilegt bylgjulengdarsvið.
Á mynd 6 er mismunandi endurspeglun fyrir mismunandi ætistíma sýnd sem fall af bylgjulengd. Til að ná sem bestri áferð ætti stærð pýramýda að vera 3-10 míkrómetrar (stærð brúnarinnar við botninn) og þekja yfirborðsins ætti að vera nálægt 100%.
