Wafer

Saatwafer, porosizierter Wafer und epitaktisch gewachsene Si-Schicht (von links nach rechts)

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
© Foto Fraunhofer ISE

Kristallisationsanlage zur Herstellung von multikristallinen Siliciumböcken.

  • SIMTEC
    Silicon Material TEChnology research center

Ausgewählte Forschungsprojekte

 

THESSO

High Efficiency Multikristalline Siliciumwafer für die Photovoltaik

 

ENOWA II

Entwicklung hoch- und kosteneffizienter PV-Siliciumwafer

 

KosmoS

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

 

Aktuelle Veröffentlichungen zum Thema Feedstock, Kristallisation und Wafering:

YearTitle/AuthorDocument Type
2017Characterization 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.
Journal Article
2017Determination 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.
Journal Article
2017Feeding of liquid silicon for high performance multicrystalline silicon with increased ingot height and homogenized resistivity
Krenckel, P.; Riepe, S.; Schindler, F.; Strauch, T.
Journal Article
2017Instrumental determination of phosphorus in silicon for photovoltaics by β spectroscopy: A new approach
Karches, B.; Welter, K.; Stieghorst, C.; Wiehl, N.; Reich, T.; Riepe, S.; Krenckel, P.; Gerstenberg, H.; Plonka, C.
Journal Article
2017Optimized 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.
Journal Article
2016Changes 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.
Journal Article
2016Cost 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.
Conference Paper
2016Effect of thermal insulation of the back side of PV modules in the module temperature
Koehl, M.; Hamperl, S.; Heck, M.
Journal Article
2016Impact of rain and soiling on potential induced degradation
Köhl, M.; Hoffmann, S.
Journal Article
2016Improving 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.
Journal Article
2016Insights 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.
Journal Article
2016N-type multicrystalline silion for high efficiency solar cells
Riepe, S.; Krenckel, P.; Schindler, F.; Schubert, M.; Benick, J.
Journal Article
2015Manufacturing 100-µm-thick silicon solar cells with efficiencies greater than 20% in a pilot production line
Terheiden, B.; Ballmann, T.; Horbelt, R.; Schiele, Y.; Seren, S.; Ebser, J.; Hahn, G.; Mertens, V.; Koentopp, M.B.; Scherff, M.; Müller, J.W.; Holman, Z.C.; Descoeudres, A.; Wolf, S. de; Nicolas, S.M. de; Geissbuehler, J.; Ballif, C.; Weber, B.; Saint-Cast, P.; Rauer, M.; Schmiga, C.; Glunz, S.W.; Morrison, D.J.; Devenport, S.; Antonelli, D.; Busto, C.; Grasso, F.; Ferrazza, F.; Tonelli, E.; Oswald, W.
Journal Article
2015Resistivity, doping concentrations, and carrier mobilities in compensated N- and P-type Czochralski silicon: Comparison of measurements and simulations and consistent description of material parameters
Broisch, J.; Schindler, F.; Schubert, M.C.; Fertig, F.; Soiland, A.-K.; Rein, S.
Journal Article
2015Solarenergie zur Stromerzeugung
Kiefer, K.
Book Article
2014Challenges for photovoltaic silicon materials
Coletti, G.; Gordon, I.; Schubert, M.C.; Warta, W.; Ovrelid, E.J.; Jouini, A.; Tucci, M.; Cesare, G. de
Journal Article
2014Imaging as-grown interstitial iron concentration on boron-doped silicon bricks via spectral photoluminescence
Mitchell, B.; Macdonald, D.; Schön, J.; Weber, J.; Wagner, H.; Trupke, T.
Journal Article
2014Influence of high aluminium content on the mechanical properties of directionally solidified multicrystalline silicon
Orellana, T.; Tejado, E.M.; Funke, C.; Riepe, S.; Pastor, J.Y.; Möller, H.J.
Journal Article
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