Das IMT - Kompetenzbereich Photovoltaik hat im Rahmen des kooperativen Forschungskollegs StrukturSolar (www.struktursolar.de) folgende Aufgaben als Unterauftrag durchgeführt:
Computergestützte Auswertung von Experimenten zur statistischen Versuchsplanung (DoE – Design of Experiments)
Prozessparameter der maskenlosen Plasma-Ätzung zur Erzeugung reflexionsmindernder Texturen auf Siliziumscheiben für die Solarzellenherstellung wurde mittels eines statistischen Versuchsplanes durchgeführt und hinsichtlich ihrer Reflexionsminderung und Homogenität bewertet. Die Haupteinflussparameter und ihre Wechselwirkungen wurden durch die Auswertung mit einem DoE-Programm ermittelt.
Unterschiedliche Homogenitäten über die Siliziumscheibe verschiedener Texturierungsätzungen. Die Schwarzfärbung = Reflexionsminimierung rührt von einer Mikrotexturierung im Sub-Mikrometerbereich, der durch eine maskenlose Plasmaätzung erzeugt wurde.
Ätzungen auf verschiedenen Substrattypen. Im Gegensatz zur nasschemischen Ätzung Industriestandard) funktioniert die Plasmatexturierung unabhängig vom Substrattyp bzw. Oberflächenbehandlung (mono- oder multikristallin; gesägt oder poliert).
Ausschnitt aus einer Parametervariation. Die Unterschiede sind mit bloßem Auge nur andeutungsweise zu erkennen. Sie werden genauer durch spektral aufgelöste Reflexionsmessungen ermittelt. Halbscheiben wurden verwendet, um Wafermaterial zu sparen.
Vergleich unterschiedlicher Prozessregimes. Hier sind die Unterschiede zwischen den drei Regimes auch mit bloßem Auge gut zu erkennen.
Anlagentechnische Betreuung und installationsmäßige Optimierung der Plasmaätzanlage
Die im Rahmen des kooperativen Forschungskollegs beschaffte Labor-Plasmaätzanlage wurde in Bezug auf die Kühlmedium- und Druckluftversorgung sowie Vakuumerzeugung installationstechnisch optimiert und fällige Wartungsarbeiten durchgeführt.
Hochvakuumkammer der Plasmaätzanlage (Mitte) mit Hochfrequenzeinkopplung von oben und unten, rechts davon Ladekammer (zum Beladen ohne Vakuumunterbrechung) unter einer Glove-Box (zum Ein- und Ausbringen der Proben, ohne sie Sauerstoff oder Luftfeuchte auszusetzen).
Kompressor- und Wärmetauschereinheit für das Kühlmittel, durch den eine Temperaturstabilisierung der Substratelektrode und des Probenhalters zwischen -20 °C und +30 °C erreicht werden kann.
Extraleiser Druckluftkompressor für die pneumatisch steuernden hochvakuumdichten Ventile der Ätzgase und der Vakuumkammer. Die Druckluftsteuerung selbst erfolgt über elektromagnetische Ventile.
Drehschieberpumpe zur Vorvakuumerzeugung mit Ölabscheider und Absorbersäule (zur Rückhaltung von Ätzprodukten). Da die Pumpe relativ laut läuft, ist sie im Keller unter dem Labor aufgestellt. Der Edelstahl-Wellschlauch führt nach oben ins Labor zur Turbomolekularpumpe, die das Hochvakuum in der Ätzkammer ohne Gaszufuhr erzeugt, um Verunreinigungen beim Ätzprozess zu minimieren.
Fachgebiet Photovoltaik
