IMEC开发出太阳能电池用超薄型结晶硅晶圆的新制造方法
比利时研究机构IMEC宣布，开发出了太阳能电池用50μm厚结晶硅晶圆的制造方法。其最大的特点在于，不同于以往用钢丝锯（线锯的一种）切割硅碇的技术，而是利用硅与金属间的热膨胀差异来剥取硅箔，因此，不会产生由切屑等造成的不必要的浪费。IMEC表示，该技术可大大降低结晶硅类太阳能电池单元的制造成本。该公司计划在2008年7月15～17日于美国旧金山举办的展会“Semicon West 2008”上首次发布该技术。
IMEC介绍了此次的硅晶圆制造方法。首先，在较厚的结晶硅晶圆上用丝网印刷机印制金属薄膜。然后，将其放到带式输送机上入炉，在高温下退火（烧结）。随着该晶圆的温度下降，金属层与硅层的热膨胀率差异会使硅层产生变形，出现龟裂并沿着硅层表面扩大。此时，如果剥离金属层，硅层的表面部分也会沿着龟裂一起剥落。然后，通过蚀刻去除金属层，就可以只留下非常薄的硅箔。
作为坯料的硅晶圆，既可采用单晶硅，也可采用多晶硅，而且，还可从较厚的硅晶圆上反复剥取硅箔。IMEC表示，“已经可以在仅有25cm2的略小面积的硅晶圆上制作出30μm厚的硅箔”。
另外，用这种硅箔试制面积为1cm2的太阳能电池单元，发现即使不形成背面保護膜，或者不进行用于高效率采光的表面处理，也能得到10％的单元转换效率。“如果进行适当的表面处理，则可实现更高的效率”（IMEC）。而且，由于硅箔制造所用的丝网印刷机及加热炉可使用现有的装置，因此还能以低成本构筑生产线。
IMEC介绍了此次的硅晶圆制造方法。首先，在较厚的结晶硅晶圆上用丝网印刷机印制金属薄膜。然后，将其放到带式输送机上入炉，在高温下退火（烧结）。随着该晶圆的温度下降，金属层与硅层的热膨胀率差异会使硅层产生变形，出现龟裂并沿着硅层表面扩大。此时，如果剥离金属层，硅层的表面部分也会沿着龟裂一起剥落。然后，通过蚀刻去除金属层，就可以只留下非常薄的硅箔。
作为坯料的硅晶圆，既可采用单晶硅，也可采用多晶硅，而且，还可从较厚的硅晶圆上反复剥取硅箔。IMEC表示，“已经可以在仅有25cm2的略小面积的硅晶圆上制作出30μm厚的硅箔”。
另外，用这种硅箔试制面积为1cm2的太阳能电池单元，发现即使不形成背面保護膜，或者不进行用于高效率采光的表面处理，也能得到10％的单元转换效率。“如果进行适当的表面处理，则可实现更高的效率”（IMEC）。而且，由于硅箔制造所用的丝网印刷机及加热炉可使用现有的装置，因此还能以低成本构筑生产线。