Was ist das Zonenschmelzverfahren?
Das Zonenschmelzverfahren ist eine Technik zur Herstellung hochreiner Materialien, insbesondere von monokristallinem Silizium, das in der Photovoltaik verwendet wird. Es ermöglicht die Produktion von Silizium mit hoher Reinheit und verbessertem Wirkungsgrad für Solarzellen.
Ablauf des Zonenschmelzverfahrens
- Vorbereitung des Stabs: Ein gereinigter Stab mit polykristalliner Struktur wird vorbereitet.
- Aufschmelzen einer schmalen Zone: Eine schmale Zone des Stabs wird aufgeschmolzen.
- Wanderung der Schmelzzone: Die Schmelzzone wandert durch den Stab hindurch.
- Bildung monokristalliner Struktur: Die Schmelzzone nimmt eine monokristalline Struktur an, während sie durch den Stab wandert.
- Absetzen der monokristallinen Struktur: Die monokristalline Struktur setzt sich am unteren Ende des Stabs ab.
- Entfernung von Verunreinigungen: Verunreinigungen und Fremdatome wandern zum anderen Ende des Stabs, wo sie leicht entfernt werden können.
Vor- und Nachteile des Zonenschmelzverfahrens
Vorteile:
- Hohe Reinheit des hergestellten monokristallinen Siliziums.
- Verbesserter Wirkungsgrad der Solarzellen durch monokristalline Struktur.
Nachteile:
- Sehr aufwändig und kostenintensiv in der Herstellung.
- Nicht so wirtschaftlich wie das Czochralski-Verfahren.
Anwendung in der Photovoltaik
Obwohl das Zonenschmelzverfahren für seine Effizienz und die hohe Qualität des erzeugten Siliziums geschätzt wird, wird es in der Praxis oft durch das Czochralski-Verfahren ersetzt. Letzteres ist kostengünstiger und daher für die Massenproduktion von Solarzellen besser geeignet.
Fazit
Das Zonenschmelzverfahren ist eine fortschrittliche Technologie zur Herstellung von monokristallinem Silizium für Solarzellen, das hohe Reinheit und verbesserte Leistungsfähigkeit bietet. Trotz seiner Vorteile wird es aufgrund der hohen Kosten häufig durch das Czochralski-Verfahren ersetzt, das wirtschaftlicher für die Massenproduktion ist.
