Solarzellenforschung

Ertappt! – So schleicht sich Metallschmutz in Siliziumblöcke!

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Simulations-Tool berechnet die Verteilung der Übeltäter

Parallel zu den experimentellen Untersuchungen wurde am IISB ein numerisches Simulationsmodell für die Berechnung der Verteilung der Fremdmetalle im Siliziumkristall entwickelt. Das Modell berücksichtigt den Kontaminationsgrad von Tiegel, Siliziumnitrid-Beschichtung und Siliziumrohstoff sowie die relevanten Parameter für die Prozessführung. Die Resultate zeigen deutlich, dass eine erhöhte Reinheit aller Hilfsstoffe die Metallkontamination in den Silizium-Kristallen signifikant reduziert, was Kristallqualität und Ausbeute enorm steigern würde. Allerdings stehen vor allem die Quarzguttiegel nicht in beliebiger Qualität zur Verfügung. Ein für die industrielle Produktion praktikabler Weg wären Barriereschichten zwischen Tiegel und Siliziumnitrid-Beschichtung, welche den Austrag von Metallen aus dem Tiegel blockieren.

Die Arbeiten aus dem Synergie-Projekt bieten für industrielle Hersteller von Halbleitermaterialien eine gute Hilfestellung, um zu beurteilen, welche Materialqualität aus dem Einsatz bestimmter Hilfsstoffqualitäten resultiert und worauf sie den Fokus legen müssen, um möglichst effektiv und kostengünstig Verbesserungen zu erzielen. Die neu gewonnenen Erkenntnisse sind dabei generell auf Herstellungsprozesse für Halbleitermaterialien, bei denen Schmelztiegel zum Einsatz kommen, anwendbar.

Mehr zum Synergie-Projekt:

Das Verbundprojekt Synergie – „Synergetische Weiterentwicklung von Zulieferprodukten zur Reduktion der Herstellungskosten und Steigerung der Materialqualität von kristallinen Siliziumblöcken in der Photovoltaik“ – wurde durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert. Projektpartner des Fraunhofer IISB waren die Unternehmen Alzchem Group AG und Wacker Chemie AG.

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