De nieuwste aanwinst van ECN Zonne-energie op het gebied van waferonderzoek, is een HMS-etsmachine waarmee enkelzijdig wafers, nodig voor de opbouw van zonnecellen, ontdaan worden van de ruwe onderste laag. Na vernuftig geconstrueerde aanpassingen, werkt de machine ‘als een zonnetje’.

“De nieuw geïnstalleerde etsmachine van HMS dient, na gedane aanpassingen, vooral als onderzoeksmachine” aldus Martien Koppes, wetenschappelijk medewerker bij ECN Zonne-energie. “De wafers worden handmatig aan de ene zijde op de lopende band gelegd, en komen er ca. 5 minuten later aan de andere zijde weer enkelzijdig geëtst uit.”

Voordeel
Het enkelzijdig verwijderen van de emitter aan de achterzijde van de zonnecel heeft een aantal voordelen boven de traditionele manier van laser isoleren. “Door het etsen wordt de onderste laag van de wafer eraf gehaald. Hierdoor kunnen de boven- en onderlaag geen contact meer maken.” legt Koppes uit. “Als dat contact er wel is, ontstaat er kortsluiting in de cel. Een andere manier om dit contact te verbreken is het afschuren van de contactranden, wat erg tijdrovend is omdat dit met de hand gedaan moet worden. Een tweede voordeel van deze methode is dat de achterzijde van de wafer gepolijst wordt, wat als voordeel heeft dat de achterzijde van de zonnecel beter gepassiveerd kan worden om recombinatie van ladingen aan het oppervlak zoveel mogelijk te voorkomen. Dit is een van de innovaties die gebruikt wordt in de nieuwe cel concepten van het ECN, zoals de Aspire cel.

Enkelzijdig etsen.

Kookboek
Het etsen van de wafers wordt gedaan met zuren. “Het gaat vooral om de juiste samenstelling van de zuur-receptuur. Je kunt het zien als koken, het luistert alleen wel ontzéttend nauw. Het gebruikte zuur is zeer agressief, zelfs de damp ervan laat het silicium corroderen. Om die damp zo weinig mogelijk in contact te laten komen met het materiaal, zit er in de ruimte van het zuurbad een aparte afzuiging. ” Koppes wijst op de twee buizen die in de lengterichting door de machine lopen. “Helaas bleek tijdens de eerste proeven dat dit niet genoeg was. Daarop heb ik geprobeerd, door het aanbrengen van een extra luchtaanvoerpijpje, de luchtstroom zo te reguleren en te sturen dat de damp niet meer in aanraking kon komen met de silicium-plaatjes. Dat is gelukt, dus we hebben hier een goed functionerende machine waarmee aangetoond kan worden dat een rendementsverhoging door enkelzijdig etsen, goed mogelijk is.”

De HMS-machine zoals opgesteld bij ECN Zonne-energie is de eerst geleverde van deze fabriek. De machine is in goed overleg gebouwd, speciaal voor het onderzoek bij ECN.

Informatie:
Meer informatief over zonnecellen en wafers, kunt u vinden op de website van ECN Zonne-energie.

Contactpersoon:
Martien Koppes
ECN Zonne-energie
Tel. 0224 - 56 4158
koppes@remove-this-part-ecn.nl