O processo de crescimento de um único cristal para células solares monocristalinas é conhecido como método Czochralski (Cz). Aqui está uma explicação passo a passo do processo:
Seleção da Matéria-Prima: O processo começa com a seleção de um silício de alta pureza como matéria-prima. O silício é comumente usado na fabricação de células solares devido às suas propriedades semicondutoras.
Fusão de Silício: O silício selecionado é então aquecido em um cadinho até atingir seu ponto de fusão, que é de cerca de 1.414 graus Celsius (2.577 graus Fahrenheit).
Preparação do Cristal Semente: Um pequeno cristal único de silício, muitas vezes referido como cristal semente, é cuidadosamente preparado. Este cristal-semente é normalmente preso a uma haste chamada "montagem de cristal-semente".
Mergulhando o cristal semente: O cristal semente é mergulhado no silício fundido e, à medida que é retirado lentamente, uma fina camada de silício solidifica no cristal semente. Esta camada inicial adota a estrutura cristalina da semente.
Crescimento do Cristal: O cristal semente, agora revestido com uma fina camada de silício, é girado e puxado para cima a partir do silício fundido. Este processo permite que um único cristal maior cresça na semente, com átomos alinhados em uma estrutura monocristalina altamente ordenada.
Resfriamento Controlado: À medida que o cristal cresce, a temperatura é cuidadosamente controlada para manter as condições necessárias para uma estrutura cristalina única. Este processo de resfriamento lento é crucial para atingir um alto nível de pureza e uniformidade do cristal.
Formação do lingote: O resultado é um lingote cilíndrico de silício monocristalino, com o cristal semente em uma extremidade e a estrutura monocristalina recém-crescida estendendo-se ao longo do comprimento do lingote.
Fatiamento de lingotes: o silício monocristalino O lingote é então cortado em wafers finos usando uma serra de diamante. Esses wafers serão os blocos de construção de células solares individuais.
Tratamento de Superfície: Os wafers passam por diversos tratamentos de superfície, incluindo polimento e limpeza, para prepará-los para a fabricação de células solares.
Fabricação de células solares: As pastilhas de silício monocristalino são então processadas para criar células solares. Isso envolve a adição de dopantes para criar as propriedades semicondutoras desejadas, a aplicação de revestimentos antirreflexos e a incorporação de contatos elétricos.
O método Czochralski permite a produção de grandes wafers de silício monocristalino de alta qualidade, tornando-se uma técnica amplamente utilizada na fabricação de células solares monocristalinas.
