กระบวนการปลูกผลึกเดี่ยวสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์เรียกว่าวิธี Czochralski (Cz) ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายทีละขั้นตอนของกระบวนการ:
การเลือกวัตถุดิบ: กระบวนการเริ่มต้นด้วยการเลือกซิลิคอนที่มีความบริสุทธิ์สูงเป็นวัตถุดิบ ซิลิคอนมักใช้ในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์เนื่องจากมีคุณสมบัติเป็นสารกึ่งตัวนำ
การหลอมซิลิคอน: จากนั้นซิลิคอนที่เลือกจะถูกให้ความร้อนในเบ้าหลอมจนกระทั่งถึงจุดหลอมเหลวซึ่งมีอุณหภูมิประมาณ 1,414 องศาเซลเซียส (2,577 องศาฟาเรนไฮต์)
การเตรียมผลึกเมล็ด: เตรียมผลึกซิลิกอนเดี่ยวขนาดเล็กซึ่งมักเรียกว่าผลึกเมล็ดพืชอย่างระมัดระวัง โดยทั่วไปแล้วผลึกเมล็ดนี้จะติดอยู่กับแท่งที่เรียกว่า "ตัวยึดคริสตัลเมล็ด"
การจุ่มคริสตัลเมล็ด: ผลึกเมล็ดจะถูกจุ่มลงในซิลิคอนหลอมเหลว และในขณะที่ค่อยๆ ดึงออก ชั้นซิลิคอนบางๆ จะแข็งตัวบนผลึกเมล็ด ชั้นเริ่มต้นนี้ใช้โครงสร้างผลึกของเมล็ด
การเติบโตของคริสตัล: ผลึกเมล็ดซึ่งปัจจุบันเคลือบด้วยชั้นซิลิคอนบางๆ จะถูกหมุนและดึงขึ้นจากซิลิคอนหลอมเหลว กระบวนการนี้ทำให้ผลึกเดี่ยวที่มีขนาดใหญ่ขึ้นเติบโตบนเมล็ด โดยอะตอมเรียงตัวอยู่ในโครงสร้างโมโนคริสตัลไลน์ที่มีลำดับสูง
การระบายความร้อนแบบควบคุม: เมื่อคริสตัลโตขึ้น อุณหภูมิจะถูกควบคุมอย่างระมัดระวังเพื่อรักษาสภาวะที่จำเป็นสำหรับโครงสร้างผลึกเดี่ยว กระบวนการทำความเย็นที่ช้านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการบรรลุความบริสุทธิ์และความสม่ำเสมอของผลึกในระดับสูง
การก่อตัวของแท่งโลหะ: ผลที่ได้คือแท่งโลหะโมโนคริสตัลไลน์ทรงกระบอกที่มีผลึกเมล็ดอยู่ที่ปลายด้านหนึ่ง และโครงสร้างโมโนคริสตัลไลน์ที่เพิ่งเติบโตขยายออกไปตามความยาวของแท่งโลหะ
การหั่นลิ่ม: The ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ จากนั้นจึงหั่นลิ่มเป็นแผ่นบางๆ โดยใช้เลื่อยเพชร เวเฟอร์เหล่านี้จะเป็นส่วนสำคัญสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์แต่ละเซลล์
การรักษาพื้นผิว: เวเฟอร์ผ่านการบำบัดพื้นผิวต่างๆ รวมถึงการขัดและการทำความสะอาด เพื่อเตรียมการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์
การผลิตเซลล์แสงอาทิตย์: จากนั้นเวเฟอร์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์จะถูกประมวลผลเพื่อสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเติมสารเจือปนเพื่อสร้างคุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์ที่ต้องการ การใช้การเคลือบป้องกันแสงสะท้อน และการผสมผสานหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า
วิธี Czochralski ช่วยให้สามารถผลิตเวเฟอร์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ขนาดใหญ่และมีคุณภาพสูง ทำให้เป็นเทคนิคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์
