Trockenätzen von Solarwafern mit Oberflächenstrukturen im sub-Mikrometer Bereich

Aktuell werden Solarzellen aus kristallinem Silicium in einer großen Anzahl aufeinanderfolgender Vakuum- und Normaldruckprozesse und nasschemischer und trockener Verfahren hergestellt. Immer dünnere Wafer und die Notwendigkeit der Kostensenkung erfordern neue Produktionstechnologien. Für eine kontinuierliche Produktion von Solarzellen ist die Anwendung von Atmosphärendruck-Plasmaprozessen für mehrere Prozessschritte interessant. Das gilt insbesondere für einseitige Ätz- und Beschichtungsprozesse zur Erzeugung einer reflexionsmindernden Textur auf der Frontseite der Wafer. Atomsphärendruck-Plasmaprozesse sind vielseitig anwendbar und erfolgen kontinuierlich bei kompakter Anlagengröße. Hier werden ein Atmosphärendruck-Ätzreaktor und das plasmachemische Ätzen von Silizium mit einem Ätzgas (NF3, SF6, COF2) beschrieben, das in Abhängigkeit von den Prozessparametern unterschiedliche Oberflächenmorphologien erzeugt, von glatt über nanostrukturiert bis zu inversen Pyramiden auf der Siliziumoberfläche. Die Oberflächentexturierung führt zu einer signifikanten Reduzierung des von der Solarzelle reflektierten Lichts. Schäden an den Wafern, die durch die Abtrennung des Solarwafers aus dem Siliziumblock durch Drahtsägen entstehen, werden durch plasmachemisches Ätzen beseitigt.