Feedstock, Kristallisation und Wafering

FuE-Leistungen

Im Thema Feedstock, Kristallisation und Wafering bieten wir folgende Forschungs- und Entwicklungsleistungen

Feedstockanalyse und -qualifizierung

Ein eigens entwickeltes, standardisiertes Verfahren mit verschiedenen Nachweismethoden erlaubt eine erste Einschätzung des Potenzials des Materials für die Solarzellenprozessierung.

Blockkristallisation und Wafering

Kristallisation von multikristallinen Silicium-Blöcken und Weiterverarbeitung mittels Bandsäge.

 

 

Weiterentwicklung von Siliciummaterialien für die Photovoltaik ist am Effizientesten, wenn sie über die gesamte Herstellungskette durchgeführt wird. Mit den Möglichkeiten der 2011 etablierten Silicium-Material-Plattform können wir am Fraunhofer ISE alle Prozessschritte von der Kristallisation mono- und multikristalliner Ingots bis zum Blocksägen, Polieren und Wafern abbilden. Damit können wir eine qualifizierte und umfassende Charakterisierung der verschiedenen Zwischenstufen vom Feedstock bis hin zur fertigen Solarzelle aus einer Hand anbieten.

Ziel unserer Forschung sind Siliciumkristalle und Siliciumwafer für Solarzellen mit höchster Qualität und niedrigsten Kosten. In der Kristallisation werden dafür innovative Ansätze zur Minimierung von Verunreinigungseinträgen und Defekten verfolgt, sowie Prozesse und Equipment für erhöhten Durchsatz entwickelt. Im Bereich des Wafering untersuchen wir Diamantdraht- und Slurry-basierte Sägeprozesse für hohe Schnittleistungen, geringste Schneideverluste und optimale Waferoberflächen.

Im Blockverfahren hergestellte multikristalline Wafer mit Solarzellenwirkungsgraden bis 20 %, sowie Waferdicken unter 70 µm zeigen unsere hohe Kompetenz, die wir zum Nutzen unserer Kunden einsetzen.

 

 

 

Kristallisationsanlage
© Fraunhofer ISE
Kristallisationsanlage zur Herstellung von multikristallinen Siliciumböcken.
  • SiM-TEC
    Silicon Materials Technology Evaluation Center

Ausgewählte Forschungsprojekte

 

KosmoS

Kostenoptimierte Hocheffizienz-Solarzellen aus Sauerstoffarmem n-Typ mono Silicium für die industrielle Massenfertigung

 

THESSO

High Efficiency Multikristalline Siliciumwafer für die Photovoltaik

 

Aktuelle Veröffentlichungen zum Thema Feedstock, Kristallisation und Wafering:

Jahr
Year
Titel/Autor:in
Title/Author
Publikationstyp
Publication Type
2022 LeTID mitigation via an adapted firing process in p-type PERC cells from SMART cast-monocrystalline, Czochralski and high-performance multicrystalline silicon
Maischner, F.; Maus, S.; Greulich, J.; Lohmüller, S.; Lohmüller, E.; Saint-Cast, P.; Ourinson, D.; Vahlman, H.; Hergert, K.; Riepe, S.; Glunz, S.; Rein, S.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Efficiency Potential Analysis of p- and n-Type Epitaxially Grown Si Wafers
Rittmann, C.; Dalke, J.; Drießen, M.; Weiss, C.; Schindler, F.; Sorgenfrei, R.; Schubert, M.C.; Janz, S.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2021 The Potential of Cast Silicon
Schubert, M.; Schindler, F.; Benick, J.; Riepe, S.; Krenckel, P.; Richter, A.; Müller, R.; Hammann, B.; Nold, S.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Propagation of Crystal Defects During Directional Solidification of Silicon via Induction of Functional Defects
Krenckel, P.; Hayama, Y.; Schindler, F.; Trötschler, T.; Riepe, S.; Usami, N.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Influence of Dopant Elements on Degradation Phenomena in B- and Ga-Doped Czochralski-grown Silicon
Kwapil, W.; Dalke, J.; Post, R.; Niewelt, T.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2020 The Crystal Growth Explorer: Real-Time Navigable 3D Visualization of Silicon Grains and Defect Related Data in Cast-Mono and Multicrystalline Bricks
Schönauer, J.; Demant, M.; Trötschler, T.; Kovvali, A.S.; Schremmer, H.; Krenckel, P.; Riepe, S.; Rein, S.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2020 Atom Probe Tomography Study of Gettering in High-Performance Multicrystalline Silicon
Tweddle, D.; Hamer, P.; Shen, Z.; Heinz, F.D.; Krenckel, P.; Riepe, S.; Schindler, F.; Wilshaw, P.R.; Moody, M.P.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2020 LeTID- and (Extended) BO-Related Degradation and Regeneration in B- and Ga-Doped Monocrystalline Silicon during Dark and Illuminated Anneals
Kwapil, W.; Dalke, J.; Niewelt, T.; Schubert, M.C.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2020 Early Stage Quality Assesment in Silicon Ingots from MDP Brick Characterization
Kovvali, A.S.; Demant, M.; Rebba, B.; Schüler, N.; Haunschild, J.; Rein, S.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2019 Correlation of defect luminescence and recombination in multicrystalline silicon
Wyller, Guro Marie; Schindler, Florian; Kwapil, Wolfram; Schön, Jonas; Olsen, Espen; Haug, Halvard; Riepe, Stephan; Schubert, Martin C.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2019 Enhanced Material Quality in SMART Moni-Si Block Cast Ingots by Introduction of Functional Defects
Riepe, S.; Krenckel, P.; Hayama, Y.; Hess, A.; Trötschler, T.; Kutsukake, K.; Maus, S.; Schindler, F.; Usami, N.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2018 Development of high performance multicrystalline silicon with controlled seeding
Hess, Adam; Krenckel, Patricia; Trötschler, Theresa; Fehrenbach, Tobias; Riepe, Stephan
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2018 Slurry Sawing of Multicrystalline Silicon with Low-Viscosity Carrier Liquid
Kaden, T.; Look, C.; Ischenko, V.; Gröschel, M.; Anspach, O.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2018 Trends in Solar Electricity
Bett, A.W.
Vortrag
Presentation
2018 Photonic structures for III-V//Si multi-junction solar cells with efficiency >33%
Bläsi, Benedikt; Höhn, Oliver; Hauser, Hubert; Tucher, Nico; Cariou, Romain; Benick, Jan; Feldmann, Frank; Beutel, Paul; Lackner, David; Siefer, Gerald; Glunz, Stefan W.; Bett, Andreas W.; Dimroth, Frank; Hermle, Martin
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2018 Towards the Efficiency Limits of Multicrystalline Silicon Solar Cells
Schindler, F.; Fell, A.; Müller, R.; Benick, J.; Richter, A.; Feldmann, F.; Krenckel, P.; Riepe, S.; Schubert, M.C.; Glunz, S.W.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2018 Metal Contamination in the Diamond Wire Sawing Process of Silicon and Influence on the Solar Cell Efficiency
Kaden, T.; Lottspeich, L.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2017 Instrumental determination of phosphorus in silicon for photovoltaics by v spectroscopy: A new approach
Karches, B.; Welter, K.; Stieghorst, C.; Wiehl, N.; Reich, T.; Riepe, S.; Krenckel, P.; Gerstenberg, H.; Plonka, C.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2017 Determination of impurity distributions in ingots of solar grade silicon by neutron activation analysis
Karches, B.; Schön, J.; Gerstenberg, H.; Hampel, G.; Krenckel, P.; Plonka, C.; Ponsard, B.; Riepe, S.; Stieghorst, C.; Wiehl, N.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2017 Approaching 22% efficiency with multicrystalline n-type silicon solar cells
Benick, J.; Müller, R.; Schindler, F.; Richter, A.; Hauser, H.; Feldmann, F.; Krenckel, P.; Riepe, S.; Schubert, M.C.; Hermle, M.; Glunz, S.W.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2017 Characterization of the diamond wire sawing process for monocrystalline silicon by raman spectroscopy and SIREX polarimetry
Würzner, S.; Herms, M.; Kaden, T.; Möller, H.J.; Wagner, M.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2017 Optimized multicrystalline silicon for solar cells enabling conversion efficiencies of 22%
Schindler, F.; Michl, B.; Krenckel, P.; Riepe, S.; Benick, J.; Müller, R.; Richter, A.; Glunz, S.W.; Schubert, M.C.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2017 Rapid vapor-phase direct diffused emitter for solar cell applications
Kühnhold-Pospischil, S.; Gust, E.; Amiri, D.; Richter, A.; Steinhauser, B.; Drießen, M.; Michl, B.; Greulich, J.; Benick, J.; Lindekugel, S.; Janz, S.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2017 High-Efficiency n-Type HP MC Silicon Solar Cells
Benick, J.; Richter, A.; Müller, R.; Hauser, H.; Feldmann, F.; Krenckel, P.; Riepe, S.; Schindler, F.; Schubert, M.C.; Hermle, M.; Bett, A.W.; Glunz, S.W.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2017 Feeding of liquid silicon for high performance multicrystalline silicon with increased ingot height and homogenized resistivity
Krenckel, P.; Riepe, S.; Schindler, F.; Strauch, T.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2017 A novel approach to determine the diamond occupancy of diamond wires for optimized cutting processes for crystalline silicon
Lottspeich, L.; Theophil, L.; Fuchs, M.; Kaden, T.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2017 The influence of material properties on the wire sawing process of multicrystalline silicon
Kaden, T.; Ershova, E.; Lottspeich, L.; Fuchs, M.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2017 Growth of large scale silicon crystals by the rf-heated float zone technique
Zobel, F.; Mosel, F.; Störensen, J.; Dold, P.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2017 How to achieve efficiencies exceeding 22% with multicrystalline n-type silicon solar cells
Schindler, F.; Michl, B.; Krenckel, P.; Riepe, S.; Benick, J.; Müller, R.; Richter, A.; Glunz, S.W.; Schubert, M.C.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2016 Changes of solar cell parameters during damp-heat exposure
Zhu, J.; Koehl, M.; Hoffmann, S.; Berger, K.A.; Zamini, S.; Bennett, I.; Gerritsen, E.; Malbranche, P.; Pugliatti, P.; Di Stefano, A.; Aleo, F.; Bertani, D.; Paletta, F.; Roca, F.; Graditi, G.; Pellegrino, M.; Zubillaga, O.; Iranzo, F.J.C.; Pozza, A.; Sample, T.; Gottschalg, R.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2016 Insights into metastability of photovoltaic materials at the mesoscale through massive I-V analytics
Peshek, T.J.; Fada, J.S.; Hu, Y.; Xu, Y.; Elsaeiti, M.A.; Schnabel, E.; Köhl, M.; French, R.H.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2016 Optimized Grain Size of Seed Plates for High Performance Multicrystalline Silicon
Krenckel, P.; Riepe, S.; Schindler, F.; Strauch, T.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2016 N-type multicrystalline silion for high efficiency solar cells
Riepe, S.; Krenckel, P.; Schindler, F.; Schubert, M.; Benick, J.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2016 Improving the material quality of silicon ingots by aluminum gettering during crystal growth
Schön, J.; Krenckel, P.; Karches, B.; Schindler, F.; Giesecke, J.; Stieghorst, C.; Wiehl, N.; Schubert, M.C.; Riepe, S.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2016 Cost Effective Growth of Silicon Mono Ingots by the Application of a Mobile Recharge System in CZ-Puller
Mosel, F.; Denisov, A.V.; Klipp, B.; Spill, B.; Sharma, R.; Kunert, R.; Dold, P.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2016 Impact of rain and soiling on potential induced degradation
Köhl, M.; Hoffmann, S.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2016 Effect of thermal insulation of the back side of PV modules in the module temperature
Koehl, M.; Hamperl, S.; Heck, M.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
Diese Liste ist ein Auszug aus der Publikationsplattform Fraunhofer-Publica

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