Laser basierende Produktionsanlagen erhöhen die Solarzelleneffizienz

Die neuen betriebsfertigen Prozessanlagen für die Photovoltaik, Aethon™- und Equinox™, sind genau auf die zukünftigen Bedürfnisse der Silizium-Solarzellen-Produktion abgestimmt. Die Systeme verfügen über erweiterte Möglichkeiten im Wafer-Handling und beinhalten Laserquellen von Coherent, welche bereits in der Solarzellenproduktion eingesetzt werden.

Die Solarzellen-Produktion unterscheidet immer noch zwischen zwei verschiedenen Typen von Solarpanels: solchen, die aus Siliziumzellen bestehen und solchen, die auf Dünnfilm-Panels basieren. In der Vergangenheit wurden Laser meist in der Dünnfilm-Strukturierung eingesetzt. Im c-Si-Bereich war ihr Einsatz vornehmlich auf einen Routineprozess, dem der so genannten Kantenisolierung, beschränkt. Aufgrund von Änderungen in der Angebots- und Nachfrage-Dynamik des Marktes, reagiert die Zulieferkette von Equipment für die Silizium-Solarzellen-Produktion auf Anforderungen an eine erhöhte Zelleffizienz. Dies verlangt nach neuen Solarzellkonzepten. Diese Silizium-Zelltypen werden vielfach auch als "hoch entwickelte" Konzepte bezeichnet, und weisen gegenüber den "Standard-Siliziumzellen" unterschiedliche Prozessschritte auf. Fast alle neuen Zelltypen setzen auf Laser basierende Prozesse in ihren entscheidenden Arbeitsgängen. Die Laser basierten Aethon™- und  Coherent Equinox™-Prozessanlagen wurden für diese neuen Anforderungen entwickelt.

Der Aethon wurde im Hinblick auf eine Verfahrensprozessqualifikation designt, und beinhaltet eine Vielzahl von Entwicklungen: x-y-z-Verfahreinheiten, die ein präzises Positionieren auf dem Halbleiter ermöglichen, ein schneller x-y Galvoscanner mit einem großen Arbeitsbereich, eine Diagnostik zur präzisen Lokalisierung der Strahlposition, und eine Software, um eine Positionierungsgenauigkeit der Wafer im µm-Bereich zu gewährleisten. Der Aethon kann mit bis drei verschiedenen Lasern aus den Coherent Laser-Familien AVIA™, Talisker™, und Paladin™ bestückt werden. Der Aethon ist ideal dafür geeignet, alle Variablen in der Solarzellenproduktion zu erforschen, bevor diese Parameter für die Produktion festgelegt werden. Die Anlage kann mit zusätzlichen Lasern, Wellenlängen oder Strahlführungsoptionen aufgerüstet werden. Ferner kann ein Handling-System integriert werden, um eine Produktion mit geringen Stückzahlen zu ermöglichen.

Coherent Equinox steht in 2 Versionen zur Verfügung. Equinox-Pilot wurde für die Pilot-Produktion entwickelt, und hat zwei Stationen mit einem Dual-Wafer-Drehtisch. Ähnlich wie beim Aethon kann die Equinox-Serie mit bis zu drei Coherent DPSS-Lasern ausgerüstet werden. Der Equinox-Pilot verfügt über einen schnellen Galvo-Scanner mit einer Prozessgeschwindigkeit von größer 7 m/s. Diese Version kann  mit einer vollautomatischen Be- und Entlade-Station kombiniert werden, um einen Durchsatz von mehr als 1000 Wafern pro Stunde (wph) zu erzielen. Der Equinox-Fab wurde für Anwendungen mit hohem Durchsatz entwickelt, und bietet zwei Handling-Optionen. Der Equinox-Fab-TT verfügt über einen Multistations-Drehtisch mit dem bis zu vier Wafer gleichzeitig bearbeitet werden können. Die verfügbaren Optionen beinhalten den gleichzeitigen Gebrauch mehrerer Strahlen und Scanner-Anordnungen, die die Anwendungen am besten unterstützen und dabei einen hohen Durchsatz ermöglichen. Der Equinox-Fab-CB erlaubt die simultane Bearbeitung von mehreren Wafern mittels eines horizontal verlaufenden Fließbandes. Die Equinox-Fab-Anlage kann mit Durchsätzen von mehr als 3600 Wafern pro Stunde arbeiten.

Jede Anlage kann für die verschiedenen Laser basierenden Anwendungen optimiert werden. Diese Anwendungsprozesse werden durch die Coherent Laser AVIA, Talisker, und Paladin ermöglicht. Bei den Anwendungen kann man zwischen den Verlust reduzierenden Prozessschritten (wie z.B. die Kanten- und Kontaktisolierung) und den Effizienz steigernden Prozessschritten ( wie "selective emitter formation", "dopant diffusion", "back-contact wrap-through cells", "back-junction structuring", "dielectric laser or stack patterning") unterscheiden. Die entscheidenden Vorteile der AVIA-, Talisker-, und Paladin-Laser sind der Betrieb im UV-Bereich (355 nm), eine hohe Laserleistung von bis zu 45 Watt, und Pulslängen bis in den Pikosekunden-Bereich.

Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte Solar@Coherent.com oder besuchen Sie unsere Solar Website unter www.Coherent.com/Solar.

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Zu Coherent, Inc.

Coherent, Inc. wurde 1966 gegründet und ist ein Weltmarktführer
für Laseranwendungen in der Industrie und Wissenschaft.

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