Regensburg 2010 – wissenschaftliches Programm
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MM: Fachverband Metall- und Materialphysik
MM 55: Topical Session Growth Kinetics V
MM 55.2: Vortrag
Donnerstag, 25. März 2010, 14:15–14:30, H4
Nutzung der Wachstumskinetik in Wandermagnetfeldern für die Czochralski-Züchtung von PV-Silizium mit quadratischem Querschnitt — •P. Rudolph1, M. Czupalla1, B. Lux1 und F. Kirscht2 — 1Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ), Berlin — 2CaliSolar GmbH, Berlin
Bei der Herstellung von Si-Solarzellen mit Standardkantenlängen von 125 bzw. 150 mm aus den zylindrischen Czochralski-Kristallen entstehen Präparationsverluste von 25-28%. Von Vorteil wäre das Ziehen von CZ-Kristallen mit quadratischem Querschnitt. Um die Verwendung kontaminierender Formgeber zu umgehen, kann man sich die kinetisch determinierte Ausbildung von seitenbegrenzenden Wachstumsfacetten zunutze machen. Wenn es gelingt sehr geringe radiale und zudem stabile Temperaturgradienten über den Tiegelradius einzustellen, wird der in [001]-Richtung gezogene Si-Kristall von vier {110}-Seitenflächen begrenzt. Nach Brice ist in einem konzentrischen Isothermenfeld die Facettenbreite d = (2 Δ T R / GT)1/2 mit R - Radius der Schmelzpunktisotherme, GT - senkrecht dazu verlaufendem radialen Temperaturgradienten und Δ T - die für eine 2D-Keimbildung im Facettenzentrum erforderliche Unterkühlung. Mit einer spezifischen Heizer-Magnet-Konfiguration wird ein magnetisches Wanderfeld erzeugt, welches eine sehr stabile toroidale Strömung in der Schmelze mit extrem geringem GT generiert. Bisher konnten reproduzierbar Si-Einkristalle solcher Querschnitte mit Kantenbreiten d = 50 − 90 mm gezogen werden. Strukturelle Perfektion, Sauerstoffgehalt und mikroskopische Morphologie der {110}-Facetten werden analysiert.