Laseranwendungen für mono- und polykristalline Solarzellen

Abtragraten

Bei der intensiven Bearbeitung von mono- und polykristallinen Siliziumwafern mit Laserpulsen im Nanosekundenbereich findet die Absorption immer auf der Oberfläche statt. Das Material wird durch den Prozess der so genannten Dampfdruck-induzierten Schmelzeverdrängung abgetragen. Einer der wichtigsten Parameter für die Abtragtiefe ist die Pulsdauer. Tests haben gezeigt, dass im Fall von Leistungsdichten weit über der Abtragschwelle (typisch 108 W/cm²) die Ritztiefen fast eine Linearfunktion der Pulsdauern sind.

Kantenisolierung

Der entscheidende Faktor für die Leistung einer Solarzelle ist, die Rekombinationsmöglichkeiten minimal zu halten. Um eine hohe Effizienz zu erzielen, müssen die Vorder- und Rückseite an den Kanten elektrisch isoliert sein. Die dotierten Schichten werden durch Ritzen mit einem gütegeschalteten Nd:YAG oder einem gütegeschalteten Nd:Vanadat-Laser elektrisch getrennt. Im Vergleich zu Plasmaätzen, liegen die effektiven Vorteile des Laserritzens in der besseren Automatisierbarkeit durch einen inline-Prozess. Eine hohe Leistungsdichte ist notwendig, um das Schmelzmaterial aus der Kerbe gründlich zu entfernen und eine erneute Ablagerung des geschmolzenen Materials dort zu verhindern. Typische Ritzgeschwindigkeiten liegen bei 400 bis 800 mm/s.

Beschriften

Die Anforderungen an Solarzellencodierungen durch den Laser sind hoch. Microglyph-Codes sind innovative zweidimensionale Codes. Anders als bei konventionellen Matrix- oder Barcodes, werden bei dieser Technologie winzige diagonale Linien im Winkel von 45° (Mikro-Rillen) für die Codierung von Binärdaten auf der Solarzellenoberfläche aufgebracht, ohne die elektrische Leitfähigkeit zu beeinträchtigen. Die Codierung ist trotz der Reflexionseigenschaften von polykristallinem Silizium komplett lesbar.