स्रोत: pv-manufacturing.org
मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन (मोनो-सी या सी-सी) सिलिकॉन है जिसमें एक निरंतर ठोस एकल क्रिस्टल होता है। फोटोवोल्टिक (पीवी) अनुप्रयोगों के लिए उगाया गया सिलिकॉन एक बेलनाकार रूप में 8 इंच (~ 200 ग्राम) के एक विशिष्ट व्यास के साथ उगाया जाता है। सिलेंडर की सतह को तब छद्म वर्ग आकार बनाने के लिए छंटनी की जाती है। इन सिल्लियों को या तो आंतरिक रूप से तैयार किया जा सकता है,p-टाइप डोप किया गया याn-टाइप डॉप्ड सिलिकॉन।P-टाइप डोपिंग आमतौर पर बोरॉन का उपयोग करते हुए हासिल की जाती हैn-प्रभु डोपिंग फास्फोरस का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है। मोनो-सी से निर्मित सौर सेल में अनुमानित 35% (30%) शामिल हैंp-प्रकार और 5%nसभी सिलिकॉन वेफर-आधारित सौर कोशिकाओं का-टाइप)। पीवी सौर सेल उत्पादन में प्रयुक्त मोनो-सी की विशिष्ट मोटाई in16090190μm रेंज है। 2019 में, सबसे बड़ा मोनो-सी सिलिकॉन वेफर निर्माता शीआन लॉन्गी सिलिकॉन सामग्री निगम था।
Cz मेथड- afterJan Czochralski- मोनो-सी प्रोडक्शन का सबसे आम तरीका है। इस पद्धति में अपेक्षाकृत कम तापीय तनाव प्रतिरोध, लघु प्रसंस्करण समय और अपेक्षाकृत कम लागत है। Cz प्रक्रिया के माध्यम से उगाए गए सिलिकॉन को अपेक्षाकृत उच्च ऑक्सीजन एकाग्रता की विशेषता है जो आंतरिक अशुद्धियों को हटाने में मदद कर सकता है। क्रिस्टल व्यास का उद्योग मानक जीजी लेफ्टिनेंट के साथ 75‑210 मिमी है, 100 जीजी जीई; क्रिस्टलोग्राफिक अभिविन्यास। अतिरिक्त डोपेंट के साथ उच्च शुद्धता पॉलीसिलिकॉन (सौर ग्रेड सिलिकॉन) सामग्री, सबसे अधिक सामान्यतः बोरान (के लिए)p-टाइप डोपिंग) या फॉस्फोरस (के लिए)n-प्रकार डोपिंग) प्रक्रिया के लिए फीडस्टॉक के रूप में उपयोग किया जाता है। एक एकल क्रिस्टल सिलिकॉन बीज को सतह पर रखा जाता है, घुमाया जाता है और धीरे-धीरे ऊपर की तरफ खींचा जाता है। यह पिघले हुए सिलिकॉन को पिघलाकर बाहर निकालता है ताकि यह बीज से एक निरंतर एकल क्रिस्टल में जम सके। तापमान और खींचने की गति को क्रिस्टल में अव्यवस्था को खत्म करने के लिए सावधानीपूर्वक समायोजित किया जाता है, जो बीज / पिघल संपर्क सदमे से उत्पन्न हो सकता है। गति को नियंत्रित करना क्रिस्टल के व्यास को भी प्रभावित कर सकता है। विशिष्ट ऑक्सीजन और कार्बन सांद्रता [O] ‑5 ×10 × 10 हैं17से। मी-3और [सी] [5‑10 × 1015से। मी-3, क्रमशः। सिलिकॉन में ऑक्सीजन की घुलनशीलता परिवर्तनशीलता के कारण (10 से)18से। मी-3कमरे के तापमान पर कम परिमाण के कई आदेशों के लिए सिलिकॉन पिघलने बिंदु पर), ऑक्सीजन अवक्षेपित कर सकता है। ऑक्सीजन जो अवक्षेपित नहीं है, विद्युत रूप से सक्रिय दोष बन सकता है, और आगे, ऑक्सीजन से थर्मल दाता सामग्री की प्रतिरोधकता को प्रभावित कर सकता है। वैकल्पिक रूप से, अवक्षेपित ऑक्सीजन अशुद्धियों के एक आंतरिक गेटिंग की सुविधा प्रदान कर सकती है। ऑक्सीजन का अंतरालीय रूप [ओi] बोरॉन-डॉप्ड मेंp-टाइप सिलिकॉन के प्रदर्शन को गंभीर रूप से प्रभावित कर सकता है। रोशनी या वर्तमान इंजेक्शन के तहत, अंतरालीय ऑक्सीजन बनता हैबोरान-ऑक्सीजन पृष्ठभूमि डॉपेंट, बोरॉन को विक्षेपित करता है। यह एक पूर्ण सौर सेल की दक्षता को 10% तक कम करने के लिए जाना जाता है।
मानक Cz प्रक्रिया का एक और नुकसान यह है कि डोपेंट वितरण पिंड के साथ समान नहीं है क्योंकि बोरॉन (0.8) और फॉस्फोरस (0.3) के अलगाव गुण एकता नहीं हैं। यह अपेक्षाकृत कम डोपेंट एकाग्रता में परिणाम करता है, इसलिए उच्च प्रतिरोधकता, Cz खींचने की प्रक्रिया की शुरुआत में और एक उच्च डोपेंट एकाग्रता, इसलिए कम प्रतिरोधकता, खींचने की प्रक्रिया के अंत में। फास्फोरस की अपेक्षाकृत कम अलगाव की प्रक्रिया के कारण, यह मुख्य रूप से एक मुद्दा हैn-टाइप मोनो-सी के लिए एक व्यापक प्रतिरोधकता रेंज में जिसके परिणामस्वरूपn-टाइप सिल्लियां।
Cz प्रक्रिया और बाद में इनगट और वेफर कटिंग प्रक्रिया को नीचे दिए गए एनीमेशन में दिखाया गया है।
Cz प्रक्रिया का एक और रूप निरंतर Cz प्रक्रिया है। निरंतर Cz प्रक्रिया में, नई सामग्री को पिंड-खींच के दौरान पिघल में जोड़ा जाता है। यह क्रूसिबल दीवारों के साथ बातचीत को कम करने के लिए काफी उथले क्रूसेबल्स की अनुमति देता है, और आपको पिघल में डोपेंट एकाग्रता को नियंत्रित करने की अनुमति भी देता है और परिणामस्वरूप पिंड में डोपेंट एकाग्रता निरंतर हो सकती है। इस प्रकार प्रतिरोधकता के संदर्भ में बहुत अधिक समान सिल्लियां हो सकती हैं जो कि अधिक लंबी होती हैं क्योंकि आप अब शुरुआती पिघल मात्रा तक सीमित नहीं हैं। हालांकि, निरंतर Cz विधि का एक नुकसान यह है कि कम पृथक्करण गुणांक के साथ अशुद्धियों को पिघला कर बनाया जा सकता है जिसके परिणामस्वरूप खींचने की प्रक्रिया के उत्तरार्ध में उच्च सांद्रता होती है।
सीजेड (Czochralski) मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सोलर वेफर
