Züchtung von multi-kristallinem Silizium unter optimierten Strömungsbedingungen (T01)

• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik ; Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5485123

Das Projekt beinhaltet die wissenschaftliche Untersuchung und technologische Weiterentwicklung der Züchtung von multikristallinen Silizium-Blöcken mit dem Ziel der Erhöhung der Kristallqualität und Prozessausbeute. Im Fokus steht dabei die Entwicklung von Methoden für eine Kristallisation unter optimalen Strömungsbedingungen im industriellen Maßstab. Den Hintergrund für diese Zielstellung bilden die Probleme, die sich in kommerziellen Züchtungsanlagen z.B. aufgrund von asymmetrischen Temperaturfeldern und einer unzureichenden Durchmischung der Schmelze ergeben. Die Strö-mungsoptimierung soll durch die Übertragung des im SFB 609 erarbeiteten Konzeptes zur Beeinflus-sung von Schmelzen mittels zeitmodulierter Magnetfelder auf die Si-Kristallzüchtung erreicht werden. Dabei werden nur Varianten untersucht, die kein externes Spulensystem erfordern, sondern sich allein durch die Modifizierung der Heizergeometrie bzw. der elektrotechnischen Parameter in vorhandenen Züchtungsanlagen realisieren lassen. Das Forschungsvorhaben ist als Kooperationsprojekt zwischen dem Institut für NE-Metallurgie und Reinststoffe der TU Bergakademie Freiberg, dem Institut für Sicherheitsforschung des Forschungs-zentrums Dresden-Rossendorf und der Firma Q-Cells SE konzipiert. Die Erfolgsaussichten für das Projekt ergeben sich unter anderem aus der langjährigen, effektiven Zusammenarbeit der beteiligten Institute im Rahmen des SFB 609 auf dem Gebiet der Kristallzüchtung unter dem Einfluss maßge-schneiderter Magnetfelder einschließlich numerischer Simulation und Strömungsmesstechnik. Die Aufgabenstellung wurde gemeinsam mit dem Industriepartner erarbeitet, der sich außerdem mit eige-nen Kapazitäten an dem Projekt beteiligt. Daraus resultiert ein hohes Interesse an den Ergebnissen der Arbeiten, die im Erfolgsfall unmittelbar in die prototypische Weiterentwicklung von industriellen-Züchtungsanlagen und -prozessen einfließen werden.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche (Transferprojekt)
• Teilprojekt zu: SFB 609: Elektromagnetische Strömungsbeeinflussung in Metallurgie, Kristallzüchtung und Elektrochemie
• Antragstellende Institution: Technische Universität Dresden
• Mitantragstellende Institution: Technische Universität Bergakademie Freiberg
• Unternehmen: Hanwha Q CELLS GmbH; OT Thalheim
• Teilprojektleiter: Dr. Gunter Gerbeth; Dr. Olf Pätzold; Professor Dr. Michael Stelter