Einkristallines Silizium ist eine in Solarzellen verwendete Siliziumart mit einer geordneten Kristallstruktur. Der Kristall wird typischerweise durch das Czochralski-Verfahren gewonnen, bei dem ein Impfkristall in geschmolzenes Silizium getaucht und langsam herausgezogen wird, um einen Einkristallblock zu erhalten. Dieser Block wird anschließend in dünne Scheiben geschnitten, die in Solarzellen verwendet werden.
Siliziumwafer, ob einkristallin oder multikristallin, werden üblicherweise zur Herstellung der meisten Siliziumsolarzellen verwendet. Einkristallines Silizium zeichnet sich durch hervorragende Materialeigenschaften aus, die auf seine perfekt geordnete Kristallstruktur zurückzuführen sind. Dadurch ist jedes Atom präzise im Inneren positioniert. Die Herstellung von einkristallinem Silizium ist jedoch im Vergleich zu multikristallinem Silizium mit höheren Kosten verbunden. Sowohl einkristalline als auch multikristalline Siliziumwafer spielen eine wichtige Rolle in der Solarzellenindustrie.
Anordnung der Atome
Monokristallines Silizium besitzt aufgrund der geordneten Anordnung seiner Siliziumatome eine präzise definierte Bandstruktur . Zur Herstellung von Solarzellen wird monokristallines Silizium typischerweise als großer zylindrischer Block gezüchtet, wodurch kreisförmige oder halbquadratische Zellen entstehen. Die kreisförmige Zelle wird durch Abtragen ihrer Kanten in eine halbquadratische Form umgewandelt. Dies ermöglicht eine effizientere Anordnung der Zellen in einem rechteckigen Modul.
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