Diffusionsrohrofen im PV-TEC am Fraunhofer ISE

Die mit 156-er multikristallinen Wafern beladenen Quarzboote fahren mittels des sogenannten Paddles in das jeweils geöffnete Diffusionsofenrohr. In dem Quarzrohr wird das Quarzboot sanft abgesetzt und das Paddle wieder herausgefahren. Dann schließt sich die Rohrofenklappe und die Diffusion der Wafer kann beginnen.

Dotierung und Diffusion

FuE-Leistungen

Im Thema Dotierung und Diffusion bieten wir folgende Forschungs- und Entwicklungsleistungen

Service-Prozessierung nach Kundenwunsch

Entwicklung

von kundenspezifischen Dotierprozessen und Evaluierung von Dotiermedien

Prozessintegration

neuartiger Dotiertechniken in bestehende Prozesssequenzen zur Herstellung von Hocheffizienz-Solarzellen unter Verwendung von Reinraumtechnologie bzw. großflächiger, industrieller Solarzellen mittels Produktionstechnologien

Charakterisierung

von Dotierungen in Bezug auf Dotierprofil, Ladungsträgerprofil, Rekombinations­eigenschaften und spezifischen Kontaktwiderstand zur Metallisierung

Solarzellen benötigen unterschiedlich dotierte Bereiche, z. B. den pn-Übergang oder »high-low junctions«, die unterschiedliche Funktionen erfüllen. Für die Realisierung dieser ganzflächig oder lokal ausgeführten Dotierungen stehen am Fraunhofer ISE verschiedene Methoden zur Verfügung. Neben der in der Photovoltaik etablierten Methode der Rohrofendiffusion, stehen weitere Methoden zur Verfügung

  • Diffusion aus abgeschiedenen/gedruckten und ggf. strukturierten Schichten im Rohrofen und im Durchlaufverfahren
  • Laserdiffusion aus abgeschiedenen/gedruckten Schichten sowie aus der Flüssigphase, sowie Lasertransferdotieren
  • Ionenimplantation inkl. Ausheilen


Ziel der Entwicklungen ist es, für die Vielzahl der unterschiedlichen Solarzellenkonzepte ideale und maßgeschneiderte Lösungen zur Realisierung dotierter Bereiche zu entwickeln. Hierbei liegt die Anforderung insbesondere darin sowohl physikalisch perfekte Dotierungen zu erzeugen (Metall-Halbleiter Kontakt, Minimierung der Rekombination, Strukturgröße etc.) als auch Methoden einzusetzen, die zum einen kostengünstig und zum anderen mit dem für die Produktion geforderten Durchsatz realisierbar sind.

 

Aktuelle Veröffentlichungen zum Thema Dotierung und Diffusion:

YearTitle/AuthorDocument Type
2017A laser induced forward transfer process for selective boron emitters
Fernandez-Robledo, S.; Nekarda, J.; Büchler, A.
Journal Article
2017On the nature of emitter diffusion and screen-printing contact formation on nanostructured silicon surfaces
Kafle, B.; Freund, T.; Schön, J.; Werner, S.; Lorenz, A.; Wolf, A.; Saint-Cast, P.; Clochard, L.; Duffy, E.; Hofmann, M.; Rentsch, J.
Journal Article
2016The influence of nitrogen on laser doping from phosphorous doped a-SiNx layers
Steinhauser, B.; Jäger, U.; Benick, J.; Chong, E.; Lam, J.; Steeman, R.; Rostan, H.; Nekarda, J.; Hermle, M.; Preu, R.; Glunz, S.W.
Journal Article
2016Influence of surface near doping concentration on contact formation of silver thick film contacts
Rothhardt, P.; Meier, S.; Hoenig, R.; Wolf, A.; Biro, D.
Journal Article
2015Adapted parameterization of incomplete ionization in aluminum-doped silicon and impact on numerical device simulation
Steinkemper, H.; Rauer, M.; Altermatt, P.; Heinz, F.D.; Schmiga, C.; Hermle, M.
Journal Article
2015Defect removal after low temperature annealing of boron implantations by emitter etch-back for silicon solar cells
Müller, R.; Moldovan, A.; Schiller, C.; Benick, J.
Journal Article
2015Emitters grown by rapid vapour-phase direct doping for high efficiency solar cells
Lindekugel, S.; Rachow, T.; Milenkovic, N.; Richter, A.; Benick, J.; Janz, S.; Reber, S.
Conference Paper
2015Impact of implanted phosphorus on the diffusivity of boron and its applicability to silicon solar cells
Schrof, J.; Müller, R.; Reedy, R.C.; Benick, J.; Hermle, M.
Journal Article
2015Ion-implanted laser-annealed p+ and n+ regions. A potential solution for industrially feasible high-efficiency n-type interdigitated back-contact solar cells
Yang, X.; Müller, R.; Xu, L.; Bi, Q.; Weber, K.; Franklin, E.; Benick, J.
Journal Article
2015Passivation-induced cavity defects in laser-doped selective emitter Si solar cells - formation model and recombination analysis
Geisler, C.; Kluska, S.; Hopman, S.; Glatthaar, M.
Journal Article
2015Solar cells with epitaxial or gas phase diffused emitters above 21% efficiency
Rachow, T.; Milenkovic, N.; Steinhauser, B.; Benick, J.; Janz, S.; Hermle, M.; Reber, S.
Journal Article
2015Tunnel oxide passivated contacts formed by ion implantation for applications in silicon solar cells
Reichel, C.; Feldmann, F.; Müller, R.; Reedy, R.C.; Lee, B.G.; Young, D.L.; Stradins, P.; Hermle, M.; Glunz, S.W.
Journal Article
201419.9 % efficient bifacial n-type solar cell produced by co-diffusion-cobin
Rothhardt, P.; Meier, S.; Jiang, K.; Wolf, A.; Biro, D.
Conference Paper
2014Accurate potential drop sheet resistance measurements of laser-doped areas in semiconductors
Heinrich, M.; Kluska, S.; Binder, S.; Hameiri, Z.; Hoex, B.; Aberle, A.G.
Journal Article
2014The BOSCO Solar Cell: Double-sided Collection and Bifacial Operation
Fertig, F.; Krauß, K.; Greulich, J.; Clement, F.; Biro, D.; Preu, R.; Rein, S.
Journal Article
2014Characterization of POCl3-based codiffusion processes for bifacial N-type solar cells
Rothhardt, P.; Meier, S.; Maier, S.; Jiang, K.Y.; Wolf, A.; Biro, D.
Journal Article
2014Evaluation of implantation annealing for highly-doped selective boron emitters suitable for screen-printed contacts
Müller, R.; Benick, J.; Bateman, N.; Schön, J.; Reichel, C.; Richter, A.; Hermle, M.; Glunz, S.W.
Journal Article
2014Firing-stable PassDop passivation for screen printed n-type PERL solar cells based on a-SiNx:P
Steinhauser, B.; Mansoor, M. bin; Jäger, U.; Benick, J.; Hermle, M.
Journal Article
2014Heavily doped Si:P emitters of crystalline Si solar cells: Recombination due to phosphorus precipitation
Min, B.; Wagner, H.; Dastgheib-Shirazi, A.; Kimmerle, A.; Kurz, H.; Altermatt, P.P.
Journal Article
2014Interdigitated back contact silicon solar cells with tunnel oxide passivated contacts formed by ion implantation
Reichel, C.; Feldmann, F.; Müller, R.; Moldovan, A.; Hermle, M.; Glunz, S.W.
Conference Paper
2014Ion implantation for all-alumina IBC solar cells with floating emitter
Müller, R.; Reichel, C.; Benick, J.; Hermle, M.
Journal Article
2014Local boron doping for P-type PERL silicon solar cells fabricated by laser processing of doped silicon nanoparticle paste
Jäger, U.; Wolf, A.; Wufka, C.; Tomizawa, Y.; Imamura, T.; Soeda, M.; Ikeda, Y.; Shiro, T.
Conference Paper
2014Main defect reactions behind phosphorus diffusion gettering of iron
Schön, J.; Vähänissi, V.; Haarahiltunen, A.; Schubert, M.C.; Warta, W.; Savin, H.
Journal Article
2014POCL3-based co-diffusion process for N-type back-contact back-junction solar cells
Keding, R.; Hendrichs, M.; Stüwe, D.; Jahn, M.; Reichel, C.; Borchert, D.; Wolf, A.; Reinecke, H.; Biro, D.
Conference Paper
2014Process optimization for the front side of P-type silicon solar cells
Werner, S.; Lohmüller, E.; Maier, S.; Kimmerle, A.; Spribille, A.; Wasmer, S.; Clement, F.; Wolf, A.
Conference Paper
2014Recombination characteristics of p+ regions alloyed from screen-printed aluminum pastes containing boron additives
Rauer, M.; Steinkemper, H.; Schmiga, C.; Glatthaar, M.; Glunz, S.W.
Conference Paper
2013Alloying from screen-printed aluminum pastes containing boron additives
Rauer, M.; Schmiga, C.; Glatthaar, M.; Glunz, S.W.
Journal Article
2013Co-diffused back-contact back-junction silicon solar cells
Keding, R.; Stüwe, D.; Kamp, M.; Reichel, C.; Wolf, A.; Woehl, R.; Borchert, D.; Reinecke, H.; Biro, D.
Conference Paper
2013Co-diffused back-contact back-junction silicon solar cells without gap regions
Keding, R.; Stüwe, D.; Kamp, M.; Reichel, C.; Wolf, A.; Woehl, R.; Borchert, D.; Reinecke, H.; Biro, D.
Journal Article
2013Co-diffusion from APCVD BSG and POCl3 for industrial n-type solar cells
Rothhardt, P.; Demberger, C.; Wolf, A.; Biro, D.
Journal Article
2013Co-diffusion from solid sources for bifacial n-type solar cells
Rothhardt, P.; Keding, R.; Wolf, A.; Biro, D.
Journal Article
2013Depletion of boron-doped surfaces protected with barrier layers during POCL3-diffusion
Lohmüller, E.; Werner, S.; Schön, J.; Thanas, M.; Mack, S.; Wolke, W.; Wolf, A.; Clement, F.; Biro, D.
Conference Paper
2013Extracting physical properties of arbitrarily shaped laser-doped micro-scale areas in semiconductors
Heinrich, M.; Kluska, S.; Hameiri, Z.; Hoex, B.; Aberle, A.G.
Journal Article
2013Incomplete ionization of aluminum in silicon and its effect on accurate determination of doping profiles
Rauer, M.; Rüdiger, M.; Schmiga, C.; Strutzberg, H.; Bähr, M.; Glatthaar, M.; Glunz, S.W.
Journal Article
2013Investigation of aluminum-boron doping profiles formed by coalloying of screen-printed pastes
Rauer, M.; Schmiga, C.; Tuschinsky, A.; Glatthaar, M.; Glunz S.
Journal Article
2013Laser doping from borosilicate glass for metallization of boron emitters
Fernandez-Robledo, S.; Jäger, U.; Lohmüller, E.; Nekarda, J.; Preu, R.
Conference Paper
2013PassDop based on firing stable a-SiNx:P as a concept for the industrial implementation of n-Type PERL silicon solar cells
Steinhauser, B.; Mansoor, M. bin; Jäger, U.; Benick, J.; Hermle, M.
Conference Paper
2013Simplified front surface field formation for back contacted silicon solar cells
Kimmerle, A.; Woehl, R.; Wolf, A.; Biro, D.
Journal Article
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