Verfahren zur automatisierten Handhabung von hochsensiblen Photovoltaik-Substraten aus Flüssigkeiten

Bestrebungen in der Entwicklung und der Produktion zukünftiger kristalliner Photovoltaik-Zellen haben unter anderem den reduzierten Einsatz von hochreinem Silizium mittels neuer Produktionstechnologien im Fokus. Für die Herstellung von ultra-dünnen Siliziumsubstraten kann das thermo-mechanische Verhalten des Siliziums genutzt werden, um folienartige, stark gebogene Substrate mit Dicken zwischen 50 - 80 µm zu erzeugen. Diese müssen in anschließenden Prozessschritten gereinigt werden, um flache, nutzbare Substrate für Photovoltaikzellen zu gewinnen. Inhalt dieser Arbeit ist die Analyse, die Konzeptionierung und die Demonstration eines Verfahrens, mit Hilfe dessen eine automatisierte, direkte Prozesshandhabung von ultra-dünnen Wafern in wässrigen Reinigungsprozessen ermöglicht wird. Unter der Berücksichtigung von unsteten Bedingungen aufgrund der Prozessflüssigkeit wurde das Handhabungsverfahren im aufgestellten Modell situativ regelbar ausgelegt. Die Komplikationen bei der Handhabung ultra-dünner Wafer in Flüssigkeiten wurden erörtert und dabei die Wirkzusammenhänge zwischen Greifpunktpräzision und resultierender Positioniergenauigkeit für einen automatisierten, stabilen Prozess charakterisiert. Die Erprobungsergebnisse zeigen die Anwendbarkeit des Verfahrens für die industrielle Nutzung.