A monokristályos napelemek egykristályának termesztésének folyamatát Czochralski (Cz) módszerként ismerik. Íme a folyamat lépésről lépésre történő magyarázata:
Nyersanyag kiválasztása: A folyamat a nagy tisztaságú szilícium nyersanyagként történő kiválasztásával kezdődik. A szilíciumot félvezető tulajdonságai miatt gyakran használják a napelemgyártásban.
Olvadó szilícium: A kiválasztott szilíciumot ezután egy tégelyben hevítik, amíg el nem éri olvadáspontját, amely körülbelül 1414 Celsius-fok (2577 Fahrenheit-fok).
Magkristály-előkészítés: Egy kis szilícium-kristályt, amelyet gyakran oltókristálynak neveznek, gondosan előkészítenek. Ez a magkristály általában egy „magkristály-tartónak” nevezett rúdra van rögzítve.
Magkristály bemerítése: A magkristályt az olvadt szilíciumba mártják, és ahogy lassan kivonják, egy vékony szilíciumréteg megszilárdul a magkristályon. Ez a kezdeti réteg átveszi a mag kristályszerkezetét.
Kristálynövekedés: A most vékony szilíciumréteggel bevont magkristályt elforgatják és felfelé húzzák az olvadt szilíciumból. Ez a folyamat lehetővé teszi, hogy egy nagyobb egykristály nőjön a magon, az atomok pedig egy erősen rendezett, monokristályos szerkezetben helyezkednek el.
Ellenőrzött hűtés: Ahogy a kristály növekszik, a hőmérsékletet gondosan szabályozzák, hogy fenntartsák az egykristályos szerkezethez szükséges feltételeket. Ez a lassú hűtési folyamat döntő fontosságú a kristálytisztaság és egyenletesség magas szintjének eléréséhez.
A tuskó kialakulása: Az eredmény egy hengeres, monokristályos szilícium tuskó, amelynek egyik végén a magkristály található, és az újonnan kifejlődött monokristályos szerkezet végignyúlik a tuskó hosszában.
Rúdszeletelés: Az monokristályos szilícium Az öntvényt ezután gyémántfűrésszel vékony ostyákra szeleteljük. Ezek az ostyák az egyes napelemek építőkövei lesznek.
Felületkezelés: Az ostyák különféle felületkezeléseken esnek át, beleértve a polírozást és tisztítást, hogy előkészítsék őket napelemek gyártására.
Napelem gyártás: A monokristályos szilícium lapkákat ezután feldolgozzák napelemek létrehozására. Ez magában foglalja adalékanyagok hozzáadását a kívánt félvezető tulajdonságok létrehozásához, tükröződésgátló bevonatok felvitelét és elektromos érintkezők beépítését.
A Czochralski-módszer lehetővé teszi nagyméretű, jó minőségű monokristályos szilícium lapkák előállítását, így széles körben alkalmazott technikává válik a monokristályos napelemek gyártásában.
