Entwicklung eines Analyseverfahrens zur schnellen Charakterisierung von kostengünstigem "Solar-Grade" Silicium für die Photovoltaik

• Antragsteller: Dr. Stephan Riepe, seit 10/2012; Dr. Norbert Wiehl, seit 4/2014
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 208557945

Die Reinheit des für die Photovoltaikindustrie verwendeten Siliciums kann im Vergleich zur Halbleiterindustrie um bis zu vier Größenordnungen geringer sein, um dennoch gute Wirkungsgrade bei Solarzellen zu erzielen. Hierbei sind vor allem die 3d Metall Gehalte von großer Bedeutung, da diese einen entscheidenden Einfluss auf den Wirkungsgrad von Solarzellen haben. Zur Reinigung von metallurgischem Silicium (MG-Si) zu solarzellenfähigem Silicium, sogenanntem „solar-grade silicon" (SoG-Si), bieten die gerichtete Kristallisation und anschließende Getterprozesse eine kostengünstige Alternative zu herkömmlichen Reinigungsverfahren. Um zuverlässige Aussagen über die im gereinigten Silicium noch vorliegenden 3d-Metalle machen zu können und die Reinigungsverfahren zu optimieren, soll ein analytisches, standardisiertes Verfahren zur schnellen Charakterisierung von SoG-Si entwickelt werden. Hierbei sollen die optische Emissionsspektrometrie mit induktiv-gekoppeltem Plasma (ICP-OES), die Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) sowie die Instrumentelle Neutronenaktivierungsanalyse (INAA) eingesetzt werden. Neben den 3d Metallen sind auch die Gehalte der Dotierungsstoffe insbesondere von Bor wesentlich für die Eigenschaften der Solarzellen. Bor kann mit Hilfe der Prompten- Gamma-Aktivierungsanalyse (PGAA) sehr schnell und zuverlässig nachgewiesen werden. Die PGAA Analysen sollen in Kooperation mit dem Hochflussreaktor (HFR) der „Nuclear Research & consultancy Group" (NRG) in Petten (Niederlande) durchgeführt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemalige Antragstellerinnen / Ehemalige Antragsteller: Dr. Frank-Mario Boldt, bis 10/2012; Dr. Gabriele Hampel, bis 3/2014