TCVP: Temperature Controlled Volume Process - Optimiertes Kristallisationsverfahren zur Herstellung multikristallinen Siliciums fuer die Photovoltaik Abschlussbericht

The aim of this project was the developement of an economic process for the production of multicrystalline silicon. The cost for multicrystalline silicon solarcells will be decreased by economy of scale, higher efficiencies and cheaper consumables; the cost structure have to be improved by all process steps. The further improvement of the crystallisation process by a new furnace design is based upon the discussions and results of earlier projects. The further work on these details lead to a new design, which could be described with the following main aspects: fast cooling process, resistance heaters and fixed cruicible without movement during the crystallisation process. Alternative material testing led to ceramic materials suitable for application in the crystallisation furnace. A new construction for an existing test furnace was prepared. The realisation has to be done in the following project, due to the reduction of the project period in agreement with BEO. To ensure a higher feedstock availability on midterm basis different silicon by-products and polysilicon scrap were tested on there usability. Due to the next feedstock shortage for photovoltaics, these process developement and feedstock tests still have high priority. (orig.)Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines wirtschaftlichen Prozesses zur Herstellung von multikristallinen Siliciumbloecken. Die Kosten fuer multikristalline Solarzellen lassen sich senken durch economy of Scale, hoehere Wirkungsgrade und kostenguenstigere Produkte und Verfahrensschritte; die Kostenreduktion muss dabei die gesamte Prozesskette erfassen. Durch eine Neukonzeption eines Kristallisationsofens, die in den Vorlaeuferprojekten erarbeitete Ideen umsetzt, ist eine weitere Optimierung des Kristallisationsprozesses zu erzielen. Die Arbeiten an Ofendesign fuehrten zu einem Konzept dessen Realisierung unter den Hauptmerkmalen Schnellkuehleinrichtung, Widerstandsheizung und unbewegte Kokille waehrend der Kristallisation zusammengefasst werden kann. Die Erprobung alternativer Hilfs-und Betriebsstoffe fuehrt zu vielversprechenden keramischen Materialien; hier ist ein Umbau einer vorhandenen Versuchsanlage in Vorbereitung. Die Konstruktionen sind abgeschlossen; eine anschliessende Umsetzung ist infolge der mit BEO abgestimmten Projektlaufzeitverkuerzung im Rahmen eines Nachfolgeprojektes moeglich. Innerhalb der mittelfristigen Rohstoffsicherung wurden Siliciumabfaelle, die nicht direkt als Rohstoff in der Photovoltaik eingesetzt werden koennen, aufgearbeitet und auf ihre Eignung untersucht. Aufgrund der sich andeutenden Verknappung von preisguenstigen Rohstoffen, haben diese Untersuchungen weiterhin hoechste Prioritaet. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: F02B103 / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Bildung und Forschung, Berlin (Germany)DEGerman