Kontinuierliches Giessen von Silicium fuer Solarzellen Abschlussbericht

This feasibility study demonstrated that continuous melting of silicium granulate and crystallization of a multi-crystalline silicium rod with a technically relevant cross-section of 100 millimetres and a predominatly columnar orientation of the individual crystals is possible. The project carried out at the Fraunhofer Institute of Solar Energy showed that optical heating is in principle suited for this purpose. It is a heating method that requires a moulding element from foreign material. Adequate heating of the centre of the melted mass was achieved only upon introduction of a focussing heating system and by charging with molten silicium.- At the IKZ it was demonstrated that a modified float-zone arrangement with inductive heating is also suited. Round rods were fabricated; in this process, feeding of the granulate was by free-fall or by a quartz rod being immersed in the melted mass.- By harnessing the electromagnetic supporting forces it was also possible to obtain approximately square rod diameters of 75 x 75 square millimetres. The smoothing off of the edges can be considerably reduced if additional pins are immersed in the four corners. (orig./MM)In der Machbarkeistsstudie konnte nachgewiesen werden, dass das kontinuierliche Aufschmelzen von Silicium-Granulat und die Kristallisation eines multikristallinen Silicium-Stabes mit technisch relevantem Querschnitt von 100 mm mit vorwiegend kolumnarer Ausrichtung der Einzelkristalle moeglich ist. Am Fraunhofer ISE konnte gezeigt werden, dass dazu optische Heizung prinzipiell geeignet ist. Bei dieser Heizmethode ist ein formgebendes Element aus einem Fremdmaterial notwendig. Eine ausreichende Beheizung der Schmelzenmitte konnte erst durch die Einfuehrung eines fokussierenden Heizsystemes und durch die Chargierung mit schmelzfluessigem Silicium realisiert werden. Am IKZ konnte nachgewiesen werden, dass auch eine modifizierte Float-Zone-Anordnung mit induktiver Heizung geeignet ist. Es wurden runde Staebe hergestellt, bei denen die Zufuehrung des Granulats freifallend oder durch ein in die Schmelze eintauchendes Quarzrohr erfolgte. Bei Ausnutzung der elektromagnetischen Stuetzkraefte konnten auch annaehernd quadratische Stabquerschnitte von 75x75 mm"2 erreicht werden, wobei durch zusaetzliches Eintauchen von Stiften an den 4 Ecken die Kantenabrundung stark verringert werden konnte. (orig./MM)Available from TIB Hannover: F97B1748+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEBundesministerium fuer Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie, Bonn (Germany)DEGerman