Doffe zonnecel presteert beter

Titel	:	Doffe zonnecel presteert beter
Publicatie datum:	:	28 februari 2003
Trefwoorden:	:	zonnecel, silicium, wafer, zuurets, reflectie, rendement
Zie ook:	:	http://www.ecn.nl/zon/research/crystalline/index.nl.html

ECN heeft een industrieel procédé ontwikkeld om het silicium oppervlak van een zonnecel ruw te maken. Door de verminderde reflectie neemt het rendement van de zonnecel toe.

Onderzoekers van het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) hebben een industrieel procédé ontwikkeld op basis van de zogenaamde zuuretsmethode. Deze methode, waarbij silicium wordt behandeld met zuren, gebruiken ze om het bovenste laagje van het silicium oppervlak van een zonnecel te verwijderen. Door het ontstane ruwe oppervlak neemt de zonnecel meer zonlicht op, waardoor de opbrengst van de cel toeneemt. Deze methode vormt een welkome aanvulling op de bestaande manier om reflectie te verminderen: het aanbrengen van een dun laagje materiaal dat zonnecellen de karakteristieke donkerblauwe kleur geeft. Het oppervlak van de gangbare zonnecellen bestaat uit kristallijn silicium, dat een metaalachtige glans heeft. Dit is nadelig voor de opbrengst van de zonnecel, omdat het zonlicht daardoor wordt weerkaatst in plaats van dat het wordt opgenomen. De reflectie kan worden verminderd door het oppervlak van het silicium ruw te maken. Het verwijderen van het bovenste laagje silicium om de werking van de zonnecel te verbeteren gebeurt standaard met de zogenaamde loogetsmethode, maar dan worden de zonnecellen juist glimmend. Om dit te voorkomen hebben onderzoekers van ECN voor de genoemde zuuretsmethode gekozen. Dit haalt ook de schade aan het oppervlak weg die is ontstaan tijdens het zagen van de wafers, zoals de silicium plakjes worden genoemd. Door het verwijderen van het bovenste laagje verbetert de werking van de zonnecel. De bovenste twee silicium plakken zijn behandeld met de standaard etsmethode, de onderste met de zuuretsmethode Glimmen Een siliciumplak dat is behandeld met de standaard methode is vergeleken met het nieuwe proces van ECN. Duidelijk is te zien dat de cel niet meer glimt. Op zich was het principe van het ontwikkelde proces al tijden bekend. “De kunst was echter om het proces zodanig stabiel te maken dat het gedurende langere tijd de wafers in productie kon behandelen,” vertelt Jan Bultman van ECN. “Dat is ons gelukt door een slimme combinatie van apparatuur en receptuur.” De ontwikkelde methode leidt tot een zeer stabiel proces dat op productieschaal geschikt is voor het etsen van duizend cellen per uur. De extra kosten die het nieuwe proces veroorzaakt vallen weg tegen de hogere opbrengst van de zonnecellen. Het afgelopen jaar is Bultman met zijn collega’s druk bezig geweest het proces verder te optimaliseren en toe te passen in een pilot zonnecelproductie bij ECN. Dat blijkt zijn vruchten af te werpen: het gemiddelde rendement van de zonnecellen van ECN is in het afgelopen jaar van 14.2% toegenomen tot 15.3%, onder meer door het invoeren van dit proces. Tevens is een nieuw ‘persoonlijk’ record gehaald met een rendement van 15.8%. Internationaal gezien is dat een goed resultaat met een volledig inline proces. Alleen met batchprocessen in de halfgeleider industrie worden hogere rendementen gehaald. Inmiddels is het volledige proces door samenwerking met machinebouwers geschikt voor industriële toepassing. Contact: Jan Bultman ECN Zonne-energie 0224 – 56 4786 bultman@ecn.nl