Flow instrumenten bij de productie van zonnecellen

Onze wereld is steeds meer afhankelijk van duurzame energie zoals wind- en zonne-energie. Dit roept de vraag op: hoe kan het rendement van fotovoltaïsche (PV) zonnecellen van zonlicht tot elektriciteit verder worden verbeterd? De fysica schrijft voor dat het rendement van veel gebruikte kristallijne zonnecellen op basis van silicium niet hoger kan zijn dan 29%. In de praktijk is het maximale rendement voor deze cellen tegenwoordig ongeveer 21 tot 22%, dus er is nog ruimte voor verbetering.

Een manier om het rendement te verhogen is door het verminderen van de verliezen die aanwezig zijn in de energieomzettingsprocessen in de zonnecel. Passivatielagen zijn in staat om ongewenste vroegtijdige recombinatie van elektronen en elektronengaten in het silicium te voorkomen, waardoor deze geladen deeltjes de zonnecel kunnen verlaten en hun 'energieopwekkende' taak kunnen uitvoeren. Bronkhorst-apparatuur is betrokken bij het aanbrengen van dunne aluminiumoxide passiveerlagen.

Procesoplossing

De aluminiumoxide passiveerlaag wordt afgezet door een reactie van trimethylaluminium (TMA) met zuurstof. TMA wordt als vloeistof geleverd, maar voor het proces moet het een damp zijn, en om deze reden is een Bronkhorst CEM systeem (Controlled Evaporation & Mixing) in gebruik. Zuurstof wordt geleverd met behulp van een Bronkhorst EL-FLOW thermal massflowregelaar, dat aan het oppervlak van het substraat reageert met TMA-damp en zich als een dunne aluminiumoxidelaag afzet als een dunne aluminiumoxidelaag.

Een voordeel van een 'eenvoudige' bubbler om een damp te genereren is inderdaad de eenvoudige opzet. Echter, een CEM systeem presteert in veel opzichten beter dan een bubbelaar. Omdat de temperatuurverdeling in dit apparaat veel beter gecontroleerd wordt, is de damptoevoer - dus de hoeveelheid TMA-damp die door een argongas wordt meegevoerd - veel nauwkeuriger en reproduceerbaar. Dit resulteert in een stabiele kwaliteit van de afgezette laag na verloop van tijd.