Как вырастить компанию на миллиард. Прописные истины венчурного бизнеса | страница 37

• обрезка слитка до параллелепипеда. При этом боковые части идут на повторную переплавку;

• резка слитка на пластины. Толщина пластин не может быть меньше 200–250 мкм, иначе возрастает хрупкость. Из-за загрязнения опилок кремния частичками пилы кремний из пропила идет в отход;

• полировка пластин. В ходе процессов травления кислотами идет исправление неровностей, оставленных пилой.

Задача:необходимо снизить себестоимость пластин кремниевого элемента.

Решение по Стандарту 2.4.7 «Использование физэффектов» (в частности, сил поверхностного натяжения в жидкости) и Способом № 30 «Использование гибких оболочек и тонких пленок».

Если окунуть кольцо в мыльный раствор, то за счет сил поверхностного натяжения на нем образуется пленка, из которой дети любят выдувать пузыри. Нам пузыри не нужны, а вот пленка очень даже.

Что будет, если мыльный раствор заменить на расплав кремния, а кольцо – на квадратную рамку? Правильно, тонкая кремниевая пленка, которая при охлаждении кристаллизуется. Если ее аккуратно вырезать лазером по контуру, получится готовая пластина без каких либо потерь.

Чтобы кремний успел кристаллизоваться, скорость, «изъятия» рамки из расплава должна быть достаточно медленной. Поэтому решение разумно дополнить Приемом № 5 «Принцип объединения однородных или предназначенных для смежных операций объектов» и одновременно опускать несколько рамок. Таким образом в 1965 году был разработан Edge-defined film-fed growth (EFG) – процесс.

^{>Резать или вытягивать? Вот в чем вопрос!}

Хорошо, от потерь мы избавились, но толщина пластины все равно составляет 300 мкм. Нужно меньше.

Решение Способами № 1 «Принцип дробления» и № 14 «Принцип сфероидальности». Площадь шара почти в 4 раза больше площади пластины. Это значит, что при одинаковой толщине, сферический элемент будет работать в 4 раза интенсивнее. Более того:

• сферическая форма позволяет фотоэлементу быть постоянно обращенной к солнцу (в отличие от плоских пластин);

• не связанные друг с другом кристаллы теперь могут гнуться!

Так в 1974 году появились фотоэлементы на сферических кристаллах.

^{>Как ты шарик ни крути, он все равно тебе и солнцу улыбается…}

Хорошо, от потерь мы избавились, но толщина все равно составляет 300 мкм. Нужно меньше. Но, уменьшая толщину, мы сталкиваемся с хрупкостью: при резке пластина ломается, при выращивании из расплава пленка рвется. Что делать?

Решение с помощью Приема № 3 «Принцип местного качества», пункт Б – «Разные части объекта должны выполнять различные функции». В нашем случае одна часть фотоэлемента должна отвечать за конвертацию излучения, вторая – за надежность. Для этого можно, как в бутерброде, взять хорошую подложку из дешевого материала, тогда и слой масла может быть тоньше. В случае с кремнием толщину удалось снизить до 1 мкм, а на рынке в 1976 г. появились гибкие тонкопленочные фотоэлементы на аморфном кремнии.