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Für die Herstellung von Halbleitersilizium für Computerchips und monokristalline Solar-
zellen wird das Silizium erneut aufgeschmolzen. Beim so genannten Tiegelziehen nach
Czochralski taucht man einen Kristallkeim in einen Tiegel mit einer Siliziumschmelze und
zieht diesen mit einer Drehbewegung langsam nach oben. Das flüssige Silizium lagert sich
an den Kristall an und es entsteht ein langer runder Siliziumstab. Dabei richten sich die Si-
liziumkristalle in eine Richtung aus. Es entsteht monokristallines Silizium. Größere Ver-
unreinigungen bleiben im Schmelztiegel zurück, sodass dieses Halbleitersilizium Rein-
heiten von über 99,9999 Prozent erreicht.
Als nächstes schneiden Drahtsägen die langen Siliziumstäbe in dünne Scheiben, die so ge-
nannten Wafer. Dabei entstehen große Sägeverluste. Bis zu 50 Prozent des wertvollen
Siliziummaterials gehen beim Sägen verloren. Alternativ können auch zwei dünne Drähte
durch eine flüssige Siliziumschmelze gezogen werden. Hierbei entstehen zwischen beiden
Drähten ebenfalls dünne Siliziumscheiben. Durch Eintauchen in eine Säure lassen sich
Sägeschäden entfernen und die Oberfläche glätten. In der Vergangenheit hatten Silizium-
wafer eine Dicke von 0,3 bis 0,4 Millimeter. Um Material und Kosten zu sparen, versucht
man heute die Waferdicke auf deutlich unter 0,2 Millimeter zu reduzieren. Dies ist tech-
nisch eine große Herausforderung, da dabei der hauchdünne Wafer nicht zerbrechen darf.
Die fertigen Wafer werden gasförmigen Dotierungstoffen ausgesetzt. Dadurch entstehen
die zuvor beschriebene p- und n-Schicht. Eine wenige Millionstel Millimeter dicke trans-
parente Antireflexschicht aus Siliziumnitrid verleiht der Siliziumsolarzelle die typisch
dunkelblaue Farbe. Diese Schicht reduziert die Reflexionsverluste des silbrig grauen
Siliziums auf der Vorderseite der Solarzelle. Je dunkler die Zelle erscheint, desto weniger
Licht reflektiert die Zelle.
Abbildung 5.5
Polykristalline Solarzellen mit Antireflexschicht vor dem Aufbringen der Frontkontakte.
Foto: BSW, www.sunways.de
