Kerfless Wafer Technologie

Epitaxie, Si-Folien und SiC-Abscheidungen

FuE-Leistungen

Im Thema Epitaxie, Si-Folien und SiC-Abscheidungen bieten wir folgende Forschungs- und Entwicklungsleistungen

c-Si-Dünnschicht auf Fremdsubstraten

Umfassendes Know-how im Bereich Substratmaterialien, z. B. Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, Zirkonsilikat, Graphit oder Tantaloxid, sowie den Herstellungsmethoden derselben.

Silicium – CVD und -Epitaxie

Die Abscheidung von kristallinen Siliciumschichten ist zentral für alle Dünnschichtkonzepte, die kristallines Silicium als photovoltaisch aktive Solarzellenschicht verwenden.

Siliciumfolien

Silicium-Folientechnologie als Alternative zur Herstellung von Siliciumwafern durch Sägen.

Ein Spezialgebiet der kristallinen Siliciumsolarzellen sind die kristallinen Si-Dünnschichtsolarzellen (KSD-Solarzellen). Sie vereinen die positiven Eigenschaften von Wafer- und Dünnschichtsolarzellen: hoher Wirkungsgrad ohne Degradation bei niedrigem Siliciumverbrauch.

Am Fraunhofer ISE verfolgen wir Konzepte, bei denen die Siliciumschichten der KSD-Solarzellen mit Epitaxie- oder Rekristallisationsverfahren hergestellt werden. Diese Schichten stellen wir entweder direkt auf kostengünstigen, weil hochverunreinigten Substraten (z. B. Keramiken) her oder übertragen sie mittels Transfertechnik nach ihrer Herstellung, auf z.B. porosizierten Wafern, auf entsprechende Fremdsubstrate. Die resultierenden Substrat-Schicht-Stapel werden Waferäquivalente genannt. Für unterschiedliche Waferäquivalente haben wir angepasste funktionale Schichten, z. B. aus Siliciumcarbid, entwickelt. Zusätzlich werden in unserer Abteilung Zell- und Modulkonzepte, die auf diese Waferäquivalente angepasst sind, untersucht und weiterentwickelt, z. B. die integrierte Zellverschaltung im Modulmaßstab.

Alle diese Themen testen wir auf ihre prinzipielle Funktionsweise und entwickeln sie in Richtung Hochdurchsatz und niedrige Herstellungskosten weiter.

Dazu arbeiten wir nicht nur an Technologien, Solarzellen- und Modulkonzepten, sondern generieren auch umfassendes Know-How und Patente, die zur Lizenzierung zur Verfügung stehen.

Wir bieten folgende Serviceleistungen an:

  • Verkapselung und Infiltration mit µc-Si / µc-SiC
  • Si-Epitaxie (n-, p-dotiert)
  • poröses Silicium, Reorganisation und Lift-off
  • amorphes SiC

 

  • Tempern (H2-, Ar-, N2-Atmosphäre)
  • Kristallisation (Festphase und Flüssigphase-Zonenschmelzen)

 

  • SRP
  • XRD (GI-XRD, Rocking Curve und XRR)

 

  • Laserbeschriften von gewaferten Säulen
  • Laserschneiden von Silicium in verschiedenste Formen und Formate
  • Querschliffe zur Probencharakterisierung und weitere Polierarbeiten

 

  • Reinigungen / Diffusionen / Oxidationen an Materialien unterschiedlichster Verunreinigungsklassen sowie unterschiedlichster Größen in nach Reinheitsklassen getrennten Anlagen
  • Plasmatextur
  • Remote Plasma Hydrogen Passivation (RPHP) – Passivieren von Si-Bulkdefekten durch Eindiffundieren von atomarem Wasserstoff

 

 

 

Aktuelle Veröffentlichungen zum Thema Epitaxie, Si-Folien und SiC-Abscheidungen:

YearTitle/AuthorDocument Type
201720% efficient solar cells fabricated from epitaxially grown and freestanding n-type wafers
Milenkovic, N.; Driessen, M.; Steinhauser, B.; Benick, J.; Lindekugel, S.; Hermle, M.; Janz, S.; Reber, S.
Journal Article
2017Monolithic two-terminal III-V//Si triple-junction solar cells with 30.2% efficiency under 1-Sun AM1.5g
Cariou, R.; Benick, J.; Beutel, P.; Razek, N.; Flötgen, C.; Hermle, M.; Lackner, D.; Glunz, S.W.; Bett, A.W.; Wimplinger, M.; Dimroth, F.
Journal Article
2016Degradation of silicon wafers at high temperatures for epitaxial deposition
Rachow, T.; Reber, S.; Janz, S.; Knapp, M.; Milenkovic, N.
Journal Article
2016Epitaxial N-type silicon solar cells with 20% efficiency
Milenkovic, N.; Drießen, M.; Steinhauser, B.; Benick, J.; Lindekugel, S.; Hermle, M.; Janz, S.; Reber, S.
Conference Paper
2016Solar cells with 20% efficiency and lifetime evaluation of epitaxial wafers
Drießen, M.; Amiri, D.; Milenkovic, N.; Steinhauser, B.; Lindekugel, S.; Benick, J.; Reber, S.; Janz, S.
Journal Article
2015Development of integrated interconnected crystalline silicon thin film solar cells
Pavlovic, R.; Lindekugel, S.; Janz, S.; Reber, S.
Journal Article
2015Development of multicrystalline silicon for 20 % efficient n-Type solar cells
Riepe, S.; Krenckel, P.; Schindler, F.; Schmid, C.; Strauch, T.; Benick, J.; Schubert, M.C.
Conference Paper
2015Lifetime limitations of epitaxial P- and N-type Si foils
Janz, S.; Milenkovic, N.; Drießen, M.; Reber, S.
Conference Paper
2015N-type and P-type silicon foils fabricated in a quasi-inline EPI reactor with bulk lifetimes exceeding 500 µs
Janz, S.; Milenkovic, N.; Drießen, M.; Reber, S.
Conference Paper
2015Porous silicon reorganization: Influence on the structure, surface roughness and strain
Milenkovic, N.; Drießen, M.; Weiss, C.; Janz, S.
Journal Article
2015Solarenergie zur Stromerzeugung
Kiefer, K.
Book Article
2014Determination of the minority carrier lifetime in crystalline silicon thin-film material
Walter, D.; Rosenits, P.; Berger, B.; Reber, S.; Warta, W.
Journal Article
2014Epitaxial n- and p-Type Emitters for High Efficiency Solar Cell Concepts
Rachow, T.; Milenkovic, N.; Heinz, F.; Steinhauser, B.; Janz, S.; Reber, S.
Journal Article
2014The EU Project R2M-Si on roll to module processed crystalline silicon thin-films
Lindekugel, S.; Therheiden, B.; Pavlovic, R.; Nieuwenhuysen, K. van; Petterson, T.; Astrova, E.; Straboni, A.; Kühnlein, H.H.; Reber, S.
Conference Paper
2014Process control and defect analysis for crystalline silicon thin films for photovoltaic applications by the means of electrical and spectroscopic microcharacterization tools
Breitwieser, M.; Heinz, F.; Rachow, T.; Kasemann, M.; Janz, S.; Warta, W.; Schubert, M.C.
Journal Article
2014Reorganization of Porous Silicon. Effect on Epitaxial Layer Quality and Detachment
Milenkovic, N.; Drießen, M.; Gust, E.; Janz, S.; Reber, S.
Conference Paper
2013Comparison between experimental results and CFD model calculations for high-throughout continuous silicon chemical vapour deposition epitaxy
Pócza, D.; Schillinger, N.; Barth, P.; Krogull, D.; Arnold, M.; Keller, M.; Reber, S.
Conference Paper
2013Defect annealing processes for polycrystalline silicon thin-film solar cells
Steffens, S.; Becker, C.; Zollondz, J.-H.; Chowdhury, A.; Slaoui, A.; Lindekugel, S.; Schubert, U.; Evans, R.; Rech, B.
Journal Article
2013Epitaxial wafer equivalent solar cells with overgrown SiO2 layer and varying doping profile to reduce the influence of defects
Drießen, M.; Reber, S.
Conference Paper
2013HCl gas gettering of low-cost silicon
Hampel, J.; Ehrenreich, P.; Wiehl, N.; Kratz, J.V.; Reber, S.
Journal Article
2013IntegRex - process development of a module interconnection concept for thin crystalline silicon films
Pavlovic, R.; Lindekugel, S.; Janz, S.; Reber, S.
Conference Paper
2013Lifetime measurements of crystalline silicon thin films by microwave photo conductance decay
Rachow, T.; Flatten, L.; Schillinger, K.; Janz, S.; Reber, S.
Conference Paper
2013Nanoimprinted diffraction gratings for crystalline silicon solar cells: Implementation, characterization and simulation
Mellor, A.; Hauser, H.; Wellens, C.; Benick, J.; Eisenlohr, J.; Peters, M.; Guttowski, A.; Tobias, I.; Marti, A.; Luque, A.; Bläsi, B.
Journal Article
2013Process optimization and solar cell results of ConCVD epitaxial layers
Keller, M.; Reber, S.; Schillinger, N.; Arnold, M.; Krogull, D.; Heermann, S.
Conference Paper
2013Recrystallized silicon thin-film solar cells on zircon ceramics
Schillinger, K.; Janz, S.; Reber, S.
Conference Paper
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