Grundlegende Untersuchungen zum Einsatz von Atmosphärendruck-Plasmaquellen zur inline-Beschichtung von Solarzellen (PLASMACELL), Teilprojekt: Untersuchung und Optimierung von Plasmaprozessen bei Atmosphärendruck

Im Berichtszeitraum wurden am Fraunhofer IWS mehrere Parameterstudien und industrielle Testserien zum plasmachemischen Ätzen von Silizium durchgeführt. Für die Versuche wurden sowohl das bekannte NF 3als auch COF 2 als potentieller nicht klimaschädlicher Ersatz für NF 3 eingesetzt. Mono- und erstmalig multikristalline Siliziumwafer wurden mittels Atmosphärendruck-Plasmaätzen erfolgreich kantenisoliert. Bei monokristallinen Siliziumwafern ergibt das plasmachemische Entfernen von durchschnittlich 1,4 µm Si Solarzellen-Wirkungsgrade vergleichbar mit den Ergebnissen des nasschemischen Ätzens. Eine Rückseitenschädigung der monokristallinen Wafer wurde nicht nachgewiesen. Multikristalline Siliziumwafer wurden zum ersten Mal mittels Atmosphärendruck-Plasmaätzen in einer industriellen Testreihe zur Kantenisolation prozessiert und mit dem nasschemischen Ätzen verglichen. COF 2 wurde als Ätzgas mit niedrigem Treibhauspotenzial eingesetzt und mit NF 3 verglichen. Mit COF 2 wurden multikristalline Solarzellen erfolgreich kantenisoliert. Die Wirkungsgrade der mittels COF 2 prozessierten Solarzellen sind vergleichbar zu den mit NF3 prozessierten Zellen. Insgesamt weist der Atmosphärendruck-Plasmaprozess etwas niedrigere Wirkungsgrade als das nasschemische Ätzen durch die Bildung einer Oberflächentexturierung nach dem Plasmaätzprozess auf. Die Änderung der Oberflächenmorphologie kann durch die Verwendung von anderen Ätzgasen (mit vergleichbarer Wirkung wie SF 6) vermieden werden.