Solarzellen: Wafer & Ingot

In puncto Solarzellen sind Wafer die Grundlage einer Photovoltaik-Zelle und werden aus einem kristallinen Block, dem Ingot geschnitten. Für deren Herstellung wird der Rohstoff Silizium geschmolzen und dann in verschiedenen Verfahren zu Blöcken weiterverarbeitet. Als Verfahren zur Herstellung von Ingots kommen verschiedene Schmelz- oder Gussverfahren infrage. Ingots sind entweder monokristallin oder polykristallin aufgebaut. Und daraus entstehen dann entweder monokristalline oder polykristalline Solarzellen. Im ersten Fall besteht der Block aus einem Einkristall mit regelmässiger Anordnung der Atome. Die monokristallinen Ingots sind zylinderförmig. Die Herstellung ist aufwendiger und teuer. Polykristalline Ingots lassen sich preiswerter und schneller herstellen. Die Kristalle sind unregelmässiger, ihre Form ist der Giessform entsprechend eckig.

Für die Wafer sind Ingots das Ausgangsmaterial. Wafer werden aus den Ingots geschnitten, wozu diese in dünne Scheiben gesägt werden. Für Solarzellen werden die Ingots mit Drahtsägen in Wafer geschnitten, daher der Name für diesen Prozessschritt: Wafering. Die Wafer selbst sind zwischen 160 und 220 Mikrometer dick. Beim Sägen geht jedoch ein grosser Teil des Materials als Sägeabfall verloren, bis zu 50 Prozent. Bei den runden Ingots müssen zudem die Kanten abgesägt werden, damit möglichst viele Wafer in ein Solarmodul hineinpassen.

In vielen weiteren Verarbeitungsschritten werden die Wafer dann gereinigt und poliert. Um eine Solarzelle zu produzieren, werden die Wafer dann texturiert, beschichtet und bedruckt. Die Wafer enthalten das Halbleiter-Material der Photozelle.

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