Manba: pv-manufacturing.org
Monokristalli kremniy (mono-Si yoki c-Si) - bu doimiy yaxlit kristalldan iborat kremniy. Fotovoltaik (PV) dasturlar uchun yetishtiriladigan kremniy silindrsimon shaklda, odatda 8 dyuym (~ 200 mm) diametrda o'stiriladi. So‘ngra psevdo-kvadrat shaklga keltirish uchun silindrning yuzasi qirqib olinadi. Ushbu ingotlarni ichki sifatida tayyorlash mumkin,p-doped turi yokin- qo'shilgan kremniy.P-doping turiga odatda bor while yordamida erishiladin-doping turiga fosfor yordamida erishiladi. Mono-Si dan ishlab chiqarilgan quyosh xujayralari taxminan 35% (30%) ni tashkil qiladi.p- turi va 5%nbarcha turdagi silikon vafli asosidagi quyosh xujayralarining turi). Mono-Si ishlatiladigan PV quyosh batareyasini ishlab chiqarishning odatdagi qalinligi 160-190mm oralig'ida. 2019 yilda eng yirik mono-Si silikon vafli ishlab chiqaruvchisi Xi'an Longi Silicon Materials Corporation edi.
Jan Tsochralskiy nomidagi Cz usuli - mono-Si ishlab chiqarishning eng keng tarqalgan usuli. Ushbu usul nisbatan past termal stressga chidamliligi, qisqa ishlov berish muddati va nisbatan arzon narxiga ega. Cz jarayoni orqali o'stirilgan kremniy, shuningdek, nisbatan yuqori kislorod kontsentratsiyasi bilan ajralib turadi, bu esa iflosliklarni ichki olishiga yordam beradi. Kristall diametrining sanoat standarti 75‑210 mm dan< 100=""> kristalografik yo'nalish. Qo'shimcha dopantlar bilan yuqori tozalikli polisilikon (quyoshli kremniy) moddasi, ko'pincha bor (uchunp-doping turi) yoki fosfor (uchunn-doping turi) jarayon uchun xomashyo sifatida ishlatiladi. Yagona kristalli kremniy urug'i yuzaga qo'yilgan, aylantirilgan va asta-sekin yuqoriga qarab tortilgan. Bu eritilgan kremniyni eritmadan tortib oladi, shunda u urug'dan uzluksiz yagona kristalga aylanadi. Kristaldagi dislokatsiyani yo'q qilish uchun harorat va tortish tezligi ehtiyotkorlik bilan o'rnatiladi, bu urug '/ eritma bilan aloqa zarbasi natijasida hosil bo'lishi mumkin. Tezlikni boshqarish kristalning diametriga ham ta'sir qilishi mumkin. Odatda kislorod va uglerod kontsentratsiyasi [O] -5‑10 × 10 ga teng17sm-3va [C] -5‑10 × 1015sm-3navbati bilan. Kremniydagi kislorodning eruvchanligi o'zgaruvchanligi tufayli (10 dan18sm-3kremniyning erish nuqtasida xona haroratida bir necha darajadan pastroq), kislorod cho'kishi mumkin. Cho'kmagan kislorod elektrda faol nuqsonlarga aylanishi mumkin va bundan tashqari, kisloroddan issiqlik donorlari materialning rezistentligiga ta'sir qilishi mumkin. Shu bilan bir qatorda, cho'kindi kislorod iflosliklarni ichki olishini osonlashtirishi mumkin. Kislorodning oraliq shakli [Oi] bor-dopeddap-silikon kremniyning ishlashiga jiddiy ta'sir ko'rsatishi mumkin. Yorug'lik yoki joriy in'ektsiya ostida interstitsial kislorod a hosil qiladibor-kislorod defekti fon bilan dopant, bor. Bu tugallangan quyosh xujayrasi samaradorligini nisbiy 10% gacha kamaytirishi ma'lum.
Standart Cz jarayonining yana bir kamchiligi shundaki, dopantning tarqalishi quyma bo'ylab bir xil emas, chunki bor (0.8) va fosforli (0.3) ajratish koeffitsienti birlik emas. Bu Çek tortish jarayonining boshlanishida nisbatan past dopant kontsentratsiyasiga, shuning uchun qarshilik kuchining yuqori bo'lishiga va tortish jarayonining oxiriga kelib dopantning yuqori konsentratsiyasiga, shuning uchun past qarshilikka olib keladi. Fosforni nisbatan past ajratish jarayoni tufayli, bu asosan muammo hisoblanadin- mono-Si tipidagi qarshilik keng diapazonga olib keladin- turdagi ingotkalar.
Cz jarayoni va undan keyingi ingot va gofretni kesish jarayoni quyidagi animatsiyada ko'rsatilgan.
Cz jarayonining yana bir varianti bu uzluksiz Cz jarayoni. Uzluksiz Cz jarayonida, ingot tortish jarayonida eritmaga yangi material qo'shiladi. Bu sezilarli darajada sayozroq krujkalarni yaratishga imkon beradi, krujkalar devorlari bilan o'zaro ta'sirni kamaytiradi, shuningdek eritmadagi dopant konsentratsiyasini boshqarishga imkon beradi va natijada ingotdagi dopant konsentratsiyasi doimiy bo'lishi mumkin. Shunday qilib, rezistentlik jihatidan ancha bir xil ingotlarga olib kelishi mumkin, chunki ular endi siz boshlang'ich eritma hajmi bilan chegaralanmaysiz. Uzluksiz Cz usulining zararli tomoni shundaki, eritmaning tarkibida past segregatsiya koeffitsientiga ega bo'lgan aralashmalar hosil bo'lishi mumkin, natijada tortish jarayonining ikkinchi qismida yuqori konsentratsiyalar bo'ladi.
CZ (Czochralski) Monokristalli kremniy quyoshli gofret