Yksikiteisten aurinkokennojen kasvatusprosessi tunnetaan nimellä Czochralski (Cz) -menetelmä. Tässä on vaiheittainen selitys prosessista:
Raaka-aineen valinta: Prosessi alkaa erittäin puhtaan piin valinnalla raaka-aineeksi. Piitä käytetään yleisesti aurinkokennojen valmistuksessa sen puolijohtavien ominaisuuksien vuoksi.
Piin sulaminen: Valittua piitä kuumennetaan sitten upokkaassa, kunnes se saavuttaa sulamispisteensä, joka on noin 1 414 Celsius-astetta (2 577 Fahrenheit-astetta).
Siemenkiteiden valmistus: Pieni yksittäinen piikide, jota usein kutsutaan siemenkiteeksi, valmistetaan huolellisesti. Tämä siemenkide on tyypillisesti kiinnitetty sauvaan, jota kutsutaan "siemenkiteiden kiinnikkeeksi".
Siemenkiteen upotus: Siemenkide upotetaan sulaan piihin, ja kun se vedetään hitaasti pois, ohut piikerros jähmettyy siemenkiteen päälle. Tämä alkukerros omaksuu siemenen kiderakenteen.
Kiteen kasvu: Siemenkide, joka on nyt päällystetty ohuella piikerroksella, pyöritetään ja vedetään ylöspäin sulasta piistä. Tämä prosessi mahdollistaa suuremman yksittäiskiteen kasvamisen siemenelle, jolloin atomit asettuvat hyvin järjestyneeseen, yksikiteiseen rakenteeseen.
Hallittu jäähdytys: Kun kide kasvaa, lämpötilaa valvotaan huolellisesti yksikiderakenteen edellyttämien olosuhteiden ylläpitämiseksi. Tämä hidas jäähdytysprosessi on ratkaisevan tärkeä kiteen puhtauden ja tasaisuuden korkean tason saavuttamiseksi.
Harkon muodostuminen: Tuloksena on yksikiteisestä piistä valmistettu lieriömäinen harkko, jonka toisessa päässä on siemenkide ja vasta kasvanut yksikiteinen rakenne ulottuu harkon pituutta pitkin.
Harkon viipalointi: yksikiteinen pii harkko leikataan sitten ohuiksi kiekoiksi timanttisahalla. Nämä kiekot ovat yksittäisten aurinkokennojen rakennuspalikoita.
Pintakäsittely: Kiekot käyvät läpi erilaisia pintakäsittelyjä, mukaan lukien kiillotus ja puhdistus, niiden valmistelemiseksi aurinkokennojen valmistusta varten.
Aurinkokennojen valmistus: Yksikiteiset piikiekot käsitellään sitten aurinkokennojen luomiseksi. Tähän kuuluu seostusaineiden lisääminen haluttujen puolijohdeominaisuuksien luomiseksi, heijastuksenestopinnoitteiden levittäminen ja sähköisten kontaktien sisällyttäminen.
Czochralskin menetelmä mahdollistaa suurten, korkealaatuisten yksikiteisten piikiekkojen valmistuksen, mikä tekee siitä laajasti käytetyn tekniikan yksikiteisten aurinkokennojen valmistuksessa.
