Gli scienziati del Solar Energy Research Institute di Singapore (SERIS) presso la National University of Singapore (NUS) hanno sviluppato una tecnica a basso costo ed efficace per strutturare i wafer di silicio multicristallino (mc-Si) segati con filo diamantato (DWS). I wafer DWS tagliati utilizzando fili diamantati consentono notevoli risparmi sui costi rispetto ai tradizionali wafer tagliati in slurry. La testurizzazione è il processo di irruvidimento della superficie del wafer di silicio in modo da ridurre al minimo il riflesso della superficie frontale e migliorare l'intrappolamento della luce, per aumentare l'efficienza della cella solare.

L'industria solare aveva bisogno di una tecnica conveniente per strutturare questi wafer DWS mc-Si. Le attuali tecnologie di testurizzazione sul mercato sono troppo costose o comportano una minore efficienza delle celle solari.

Per affrontare questo critico problema industriale, Il gruppo di ricerca del Dr. Joel Li presso SERIS ha sviluppato una tecnica chimica umida per strutturare efficacemente i wafer DWS mc-Si. La tecnica wet-chemical utilizza sostanze chimiche proprietarie per incidere la superficie del wafer in modo tale da formare caratteristiche su scala nanometrica con dimensioni inferiori alla lunghezza d'onda della luce incidente. Queste caratteristiche su scala nanometrica aumentano notevolmente la possibilità che la luce abbia più rimbalzi sulla superficie e venga accoppiata nel wafer. La tecnica ha il vantaggio di essere a basso costo, scalabile e può essere facilmente integrato negli strumenti di elaborazione degli impianti di produzione di celle solari esistenti. Il gruppo di ricerca del Dr. Li ha dimostrato il potenziale di questa nuova tecnologia elaborando celle solari mc-Si con efficienze del 20%, che è circa lo 0,5% (assoluto) superiore a quelli attualmente prodotti in serie negli stabilimenti dei produttori di celle di livello 1.

"Le due tecniche comunemente utilizzate per creare una trama su scala nanometrica sulle superfici dei wafer DWS mc-Si sono l'incisione ionica reattiva (RIE) e l'incisione chimica catalizzata da metalli (MCCE). I costi di produzione di queste due tecniche sono molto più alti di quelli di testurizzazione a base acida convenzionale, e MCCE comporta l'uso di particelle metalliche che corre il rischio di introdurre contaminanti nelle linee di produzione. La nostra tecnologia è più semplice, più economico, privo di metalli e può raggiungere efficienze delle celle superiori al 20%. Per queste ragioni, Credo fermamente che la nostra tecnologia possa diventare una tecnologia di testurizzazione tradizionale utilizzata dai produttori di celle solari mc-Si, " ha detto il dottor Huang Ying, l'inventore principale della tecnologia di testurizzazione dei wafer DWS di SERIS.

Questa innovazione segna una svolta significativa, in quanto consentirà all'industria fotovoltaica di migliorare la potenza dei moduli godendo al contempo di notevoli risparmi sui costi grazie all'uso di wafer di silicio multicristallino DWS più economici.

"Abbiamo affrontato una sfida di lunga data affrontata dall'industria fotovoltaica con la nostra tecnologia, ed è stato dimostrato di essere un metodo efficace per testurizzare wafer di silicio multicristallino DWS a basso costo. L'industria fotovoltaica può sfruttare la nostra tecnologia per consentire il passaggio da slurry-cut a wafer di silicio multicristallino DWS più economici, che costano il 5-15% in meno. Per una fabbrica di gigawatt, questo si traduce in risparmi sui costi dell'ordine di 10 milioni di dollari USA all'anno. In un settore sensibile ai costi come il fotovoltaico, questo livello di risparmio sui costi è molto interessante, " ha detto il dottor Joel Li, Responsabile del gruppo di celle solari in wafer di silicio multicristallino presso SERIS.

"Questo approccio di testurizzazione a basso costo ha un immenso potenziale nel facilitare una sostanziale riduzione dei costi per l'industria fotovoltaica, ed è già stato riconosciuto da diversi produttori di livello 1. SERIS prevede di concedere in licenza la tecnologia ai produttori interessati e di lavorare a stretto contatto con loro per implementare e ampliare il processo di testurizzazione sulle loro linee di produzione. Poiché quest'anno l'industria del fotovoltaico sta vivendo un importante passaggio dal taglio in sospensione ai wafer DWS mc-Si, crediamo che questa nuova tecnologia sviluppata da SERIS diventerà una tecnologia di testurizzazione tradizionale per i wafer DWS mc-Si, ", ha affermato il CEO di SERIS, il prof. Armin Aberle.