Ridurre i costi: la produzione
Ultimo aggiornamento 02 Luglio 2010 amministratore 01 Luglio 2010
Le celle Saturn sono uscite di produzione, ma il concetto non è stato affatto dimenticato. Solo si cerca di renderlo più accettabile dal punto di vista dei costi. In primo luogo si tende a evitare di realizzare incisioni, sopratutto con il laser. Le celle a emettitore selettivo, oggi proposte da alcuni, sono realizzate operando su un piano. Il problema della schermatura dei contatti anteriori si tende a risolvere in altro modo. Le prime applicazioni hanno previsto due diffusioni di fosforo utilizzando i processi di mascheratura e fotolitografia ben noti nelle tecnologie elettroniche. Una volta realizzati i depositi, nasce l'esigenza di serigrafare i contatti con altissima precisione perchè devono andare a coprire le aree dove è stata effettuata una forte diffusione. Molte realizzazioni del passato hanno seguito la strada della doppia diffusione. Si citano le celle Perl e Perc sviluppate dai ricercatori australiani dell'università del Galles del Sud. Le possibilità oggi disponibili permettono di semplificare il processo.
Un metodo prevede di effettuare la mascheratura dell'intera superficie e incidere con fotolitografia le zone doe sarenno creati i contatti anteriori.
Successivamente si effettua un forte drogaggio che interessa solo la zona dove si sono realizzate le finestre. la mascheratura viene eliminata con i noti processsi di incisione e si effettua un'ulteriore diffusione su tutta la superficie del wafer, in modo che la zona fuori i contatti sia drogata in maniera leggera e sfumata.
Il processo seguente è quello tradizionale, ma comunque richiede una serigrafia di altissima precisione perchè il deposito della pasta conduttrice dovrà avvenire in corrispondenza solo del punto dove si è effettuato il forte drogaggio. Il difetto del processo è dato dalla necessità di effettuare due cicli di diffusione, che può portare a una degradazione della qualità della cella.
Recentemente Merck KGaA ha introdotto le paste serigrafiche "isishape" Solar àEtch Bes che permettono di incidere lo strato SiNx depositato in precedenza; un ulteriore ciclo di diffusione permette di effettuare un forte drogaggio sulla zona dei contatti approfittando della capacità dello strato antiriflesso di operare da schermo per la diffusione. E' possibile ottenere lo stesso risultato incidendo lo strato antiriflesso di operare da schermo per la diffusione. E' possibile ottenere lo stesso risultato incidendo lo strato antiriflesso con un laser, ma si ha un certo danneggiamento del cristallo. Per questi motivi in letteratura appare bene il vantaggio dell'impiego di paste incidenti.
Altre possibilità sono in differenti processi. Tanto per fare un esempio, utilizzando barriere alla diffusione serigrafate. La serigrafia lascia aperte le finestre dove nasceranno i contatti. Con un unico stadio di diffusione si droga fortemente la zona dei contatti, mentre la barriera imita la quantià di drogante che può passare determinando un più leggero drogaggio sulla zona non interessata ai contatti. La semplicità del processo è data dal fatto che si utilizza la serigrafia. Un'ulteriore semplificazione si ha quando si utilizzano paste droganti serigrafiche. In questo caso si deposita per serigrafia una pasta ricca di fosforo secondo la forma dei contatti, seguita di un'applicazione di un materiale con minore capacità di drogaggio sulla parte restante. La fase termica successiva permette di ottenere il drogaggio profondo in corrispondenza dei contatti e un drogaggio più leggero nelle altre parti del wafer. Una variante al processo è data dall'impiego di paste auto droganti che vengono serigrafate secondo il disegno dei contatti. Durante il seguente ciclo termico la pasta, oltre a drogare fortemente la zona dei contatti agisce da sorgente di drogaggio per l'intera superficie del wafer. Si tratta di un processo molto più semplice, ma forse dificile da mettere a punto in produzione. Specifiche proposte soo oggetto di offerta dai produttori di apparecchiature e sicuramente il concetto degli emettitori selettivi si andrà a diffondere.
Comunque non si tratta di una trovata destinata a stravolgere la tecnologia delle celle. Anche se l'efficienza aumenta di circa 0,4 punti percentuali nascono difficoltà a utilizzare questo vantaggio. Infatti l'aumento di efficienza è determinato in gran parte, dalla migliore risposta verso il blu, ma quando si assembla la cella in un modulo che utilizza EVA per l'incapsulamento si ha una riduzione di risposta perchè l'EVA non trasmette le radiazioni di lunghezza d'onda inferiore a 400 nm. Per il modulo l'incremento percentuale di efficienza scende a valori che non sono completamente definiti. Qualche produttore ottimisticamente parla di una riduzione di solo lo 0,1%, ma in realtà la perdita è superiore anche se di poco. Il futuro darà una risposta. Poter migliorare l'efficienza delle celle e non poter sfruttare completamente questo vantaggio deve essere confrontato con i maggiori costi di produzione. Chi vende linee chiavi in mano dà inforrmazioni ottimistiche, ma ancora mancano riscontri operativi. Chi spinge per l'impiego di emettitori selettivi dice anche che basterebbe sostituire l'EVA con altri materiale per avere un reale forte vantaggio. Anche se da qualche tempo si ipotizza la sostituzione dell'EVA le resistenze sono sul fornte dei costi. l'EVA non è certamente un materiale privo di difetti, in primo luogo per la necessità di utilizzare il vuoto durante il processo. Atri materiali possono evitare il vuoto, ma i costi sono decisamente superiori: al momento pochi credono nella possibilità di sostituirlo nella produzione dei moduli.