DE102010029741A1 - Verfahren zum Herstellen von Silizium-Wafern und Silizium-Solarzelle - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von Silizium-Wafern und Silizium-Solarzelle Download PDFInfo
- Publication number
- DE102010029741A1 DE102010029741A1 DE201010029741 DE102010029741A DE102010029741A1 DE 102010029741 A1 DE102010029741 A1 DE 102010029741A1 DE 201010029741 DE201010029741 DE 201010029741 DE 102010029741 A DE102010029741 A DE 102010029741A DE 102010029741 A1 DE102010029741 A1 DE 102010029741A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- silicon
- wafer
- seed
- crystal orientation
- single crystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 180
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 180
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 179
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 title claims abstract description 80
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 108
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 38
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 5
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 5
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 5
- 238000004857 zone melting Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 3
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 3
- 238000002231 Czochralski process Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000009304 pastoral farming Methods 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000007704 wet chemistry method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
- C30B11/14—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method characterised by the seed, e.g. its crystallographic orientation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L31/182—Special manufacturing methods for polycrystalline Si, e.g. Si ribbon, poly Si ingots, thin films of polycrystalline Si
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Zum Herstellen von Silizium-Wafern wird auf einem im Bodenbereich eines Tiegels angeordneten Silizium-Einkristall-Keim mit einer Keimfläche, die eine {110}-Kristallorientierung besitzt, und einer Kantenfläche, die eine {100}-Kristallorientierung besitzt, flüssiges Reinstsilizium ausgehend vom Bodenbereich des Tiegels erstarrt, wobei sich ein Siliziumblock auf der Keimfläche des Silizium-Einkristall-Keims bildet, der die {110}-Kristallorientierung weitgehend übernimmt. Anschließend wird der Siliziumblock in Wafer mit einer Waferfläche, die eine {100}-Kristallorientierung aufweist, zerteilt.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Silizium-Wafern und deren Weiterverarbeitung zu Solarzellen.
- Solarzellen sind elektronische Bauelemente, die elektromagnetische Strahlungsenergie, vorzugsweise Sonnenlicht, direkt in elektrische Energie umwandeln. Der Grundstoff für Solarzellen ist in der Regel Silizium. Bei Silizium-Solarzellen wird zwischen monokristallinen und polykristallinen Zellen unterschieden. Monokristalline Zellen zeichnen sich durch einen hohen großtechnischen Wirkungsgrad von teilweise über 20% aus, erfordern jedoch bei der Herstellung einen hohen Energieeinsatz. Polykristalline Zellen dagegen haben einen niedrigeren Wirkungsgrad, dafür jedoch relativ kurze Energierücklaufzeiten.
- Monokristalline Siliziumzellen werden in der Regel aus einkristallinen Siliziumscheiben, sogenannten Silizium-Wafern, hergestellt, deren Erzeugung ziemlich energieaufwändig und verhältnismäßig teuer ist. Bei der Herstellung von einkristallinen Silizium-Wafern werden zuerst Kristallstäbe aus Reinstsilizium erzeugt, die dann in Scheiben, vorzugsweise mit Hilfe eines Drahtsägeverfahrens, zerteilt werden. Ein relativ energieaufwändiges und teures Verfahren zur Herstellung monokristalliner Silizium-Wafer ist das Czochralski-Verfahren, bei dem zylinderförmige Stäbe entstehen, die dann in rechteckige Scheiben zur Herstellung von Wafern für Solarzellen zugeschnitten werden müssen. Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Herstellung von monokristallinen Silizium-Wafern ist das Zonenschmelzverfahren, das jedoch auch mit ähnlich hohen Kosten wie das Czochralski-Verfahren verbunden ist. Auch bei diesem Verfahren müssen die erzeugten zylindrischen Silizium-Stäbe für die Silizium-Wafer zur Herstellung von Solarzellen zugeschnitten werden.
- In der
DE 10 2007 035 756 A1 wird ein kostengünstiges Verfahren zur Züchtung großvolumiger Silizium-Einkristalle vorgeschlagen, das auf dem Vertical-Bridgman-Verfahren bzw. dem Vertical-Gradient-Freeze-Verfahren basiert. Bei diesen bekannten Verfahren wird Reinstsilizium in einem Tiegel bei über 1400°C aufgeschmolzen. Durch langsames Abkühlen der Schmelze bilden sich dann Zonen mit einheitlicher Kristallstruktur aus, wobei das Erstarren vom Tiegelboden ausgehend erfolgt. Es lassen sich so Siliziumblöcke mit Kantenlängen bis 70 cm und Höhen bis 30 cm erzeugen. Die großen Siliziumblöcke werden dann in Siliziumsäulen zerteilt, die wiederum in dünne Scheiben zur Herstellung von Silizium-Wafern zersägt werden. - Mit den herkömmlichen Vertical-Bridgman-Verfahren bzw. Vertical-Gradient-Freeze-Verfahren lassen sich aber nur polykristalline Siliziumzellen herstellen. Bei dem in der
DE 10 2007 035 756 vorgeschlagenen Verfahren wird, um einen im Wesentlichen monokristallinen Siliziumblock zu erzeugen, ein großflächiger monokristalliner Silizium-Keim im Bodenbereich des Tiegels angeordnet. Die Fläche des Keims wird dann bei der Siliziumblockherstellung angeschmolzen und vererbt beim Erstarren der Schmelze dem Siliziumblock ihre Kristallorientierung, so dass sich der im Wesentlichen monokristalline Siliziumblock erzeugen lässt. - Nach dem Zerteilen des Siliziumblocks in Silizium-Wafer weist die Waferfläche aufgrund des Sägevorgangs zahlreiche organische und anorganische Verunreinigungen sowie Schädigungen der Kristallstruktur bis zur Tiefe einiger Mikrometer auf. Im Rahmen der Herstellung der Solarzellen werden in einem ersten Schritt die Sägeschäden entfernt. Zusätzlich zur Entfernung der Sägeschäden wird auf der Silizium-Waferfläche auch eine Strukturierung, eine sogenannte Texturierung der Waferfläche, ausgeführt, wodurch sich eine signifikante Wirkungsgradsteigerung bei den Solarzellen erzielen lässt. Durch die Texturierung der Waferfläche wird die effektive Lichteinkopplung wesentlich verbessert. Die Texturierung wird in der Regel mit nass- und trockenchemischen Ätzverfahren, insbesondere mit einer alkalischen Ätzlösung, ausgeführt, wobei sich bei Silizium-Wafern zur Texturierung nur die nach den Millerschen Indizes mit {100} gekennzeichneten Kristallflächen eignen.
- Gemäß den Millerschen Indizes werden die Kristallebenen mit ganzzahligen Zahlentripletts (hkl) bezogen auf die drei Raumachsen gekennzeichnet. Wenn statt einer spezifischen Kristallebene auch kristallographisch äquivalente Ebenen bezeichnet werden sollen, wird dies durch die Notation {hkl} angezeigt. Die Raumrichtungen im Kristallgitter werden gemäß den Millerschen Indizes ebenfalls durch ein Zahlentriplett [uvw] bezogen auf die drei Raumrichtungen gekennzeichnet. Die Notation <uvw> bezeichnet dann alle zur Raumrichtung [uvw] kristallographisch äquivalenten Raumrichtungen.
- Bei der Kristallisation von monokristallinen Siliziumblöcken, insbesondere gemäß dem in der
DE 10 2005 037 393 A1 vorgeschlagenen modifizierten Vertical-Bridgman- bzw. Vertical-Gradient-Freeze-Verfahren hat sich jedoch gezeigt, dass ein Kristallwachstum mit {100}-Waferflächen sehr anfällig für die Bildung von Defekten, insbesondere Versetzungsclustern beim Kristallwachstum, ist. Dabei besteht insbesondere die Gefahr, dass sich die sich bildenden Versetzungen aufgrund fehlender Korngrenzen im erstarrenden Siliziumblock ungehindert ausbreiten, was die Qualität der Kristallstruktur und damit den Wirkungsgrad der Silizium-Solarzelle wesentlich beeinträchtigt. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem sich defektarme monokristalline Silizium-Wafer mit einer für die Texturierung geeigneten Fläche herstellen lassen. Ferner ist es die Aufgabe der Erfindung, Silizium-Solarzellen mit hohem Wirkungsgrad auf der Grundlage solcher Silizium-Wafer zu schaffen.
- Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen von Silizium-Wafern gemäß Anspruch 1 und eine Silizium-Solarzelle gemäß Anspruch 9 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Gemäß der Erfindung wird zum Herstellen von Silizium-Wafern ein Silizium-Einkristall-Keim mit einer {110}-Keimfläche und einer senkrecht dazu orientierten {100}-Kantenfläche im Bodenbereich eines Tiegels mit flüssigem Reinstsilizium bereitgestellt. Ausgehend vom Bodenbereich des Tiegels wird dann das flüssige Reinstsilizium erstarrt, wobei sich ein Siliziumblock auf der Keimfläche des Silizium-Einkristall-Keims mit einem weitgehend gleichgerichteten Kristallgitter bildet. Der Siliziumblock wird anschließend parallel zu der Kantenfläche des Silizium-Einkristall-Keims in die Wafer zerteilt, so dass eine Waferfläche eine <100>-Kristallorientierung aufweist. Die Waferfläche der <100>-Kristallorientierung weist dabei zu mehr als 70% eine monokristalline Struktur auf.
- Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können kostengünstig defektarme monokristalline Silizium-Wafer mit einer <100>-Kristallorientierung der Waferfläche hergestellt werden, die sich zum alkalischen Texturieren eignen. Hierzu wird das Kristallwachstum auf einer für die Bildung von Versetzungen wenig anfälligen {110}-Kristallfläche ausgeführt, wobei sich jedoch gleichzeitig entlang einer ausgezeichneten Kantenfläche des Silizium-Einkristall-Keims eine {100}-Fläche des Siliziumblocks ausbildet. Parallel zu dieser {100}-Fläche des Siliziumblocks wird dann der monokristalline Siliziumblock in Silizium-Wafer unterteilt. Die {100}-Waferfläche kann anschließend effektiv texturiert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich ferner dadurch aus, dass der monokristalline Siliziumblock ohne ein vorheriges Quadrieren in rechteckige Silizium-Wafer für Solarzellen unterteilt werden kann, so dass sich eine maximale Flächennutzung erreichen lässt.
- Zur Herstellung von Silizium-Solarzellen werden die in die {100}-Kristallrichtung orientierten monokristallinen Silizium-Waferflächen vorzugsweise mit einer alkalischen Monotextur prozessiert. Anschließend wird im Silizium-Wafer ein p/n-Übergang erzeugt. In einem weiteren Schritt wird die Silizium-Waferfläche vergütet. Abschließend werden die Silizium-Waferfläche sowie die Silizium-Waferrückfläche kontaktiert, um die Silizium-Solarzelle fertig zu stellen. Mit dieser Vorgehensweise lassen sich kostengünstig und flächeneffektiv Solarzellen mit hohem Wirkungsgrad erzeugen.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Silizium-Einkristall-Keim für das Kristallwachstum des Siliziumblocks aus einer einkristallinen Siliziumsäule, deren Säulenachse eine <100>-Kristallorientierung aufweist, hergestellt, wobei die Einkristall-Siliziumsäule zum Ausbilden der Keimfläche des Silizium-Einkristall-Keims mit der {110}-Kristallorientierung und der Kantenfläche des Silizium-Einkristall-Keims mit der {100}-Kristallorientierung aufgeschnitten wird. Der Silizium-Einkristall-Keim kann so in konventioneller Weise mit Hilfe des Czochralski- oder Zonenschmelzverfahrens als Silizium-Einkristallsäule mit einer Standardkristallorientierung erzeugt werden, wobei die Silizium-Einkristallsäule zur Keimherstellung quadriert und 45° schräg zur quadrierten Fläche aufgeschnitten wird.
- Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Seitenschnitt-Darstellung einer Vorrichtung zum Schmelzen und Kristallisieren von Siliziumblöcken unter Verwendung eines Silizium-Einkristall-Keims im Bodenbereich; -
2 eine Aufsicht auf vollflächig im Bodenbereich ausgelegte rechteckige Silizium-Einkristall-Keime zur Verwendung bei der in1 gezeigten Vorrichtung; -
3 einen mit der in1 gezeigten Vorrichtung hergestellten Siliziumblock; -
4 einen Silizium-Wafer mit einer Waferfläche und einer Pyramidentexturierung; und -
5 schematisch den prinzipiellen Aufbau einer monokristallinen Silizium-Solarzelle. - Mit der in
1 schematisch gezeigten Vorrichtung zum Schmelzen und Kristallisieren von Reinstsilizium können defektarme monokristalline Siliziumblöcke erzeugt werden. Die Blockgröße kann dabei eine Kantenlänge von 70 cm und mehr, sowie eine Blockhöhe von 30 cm und mehr aufweisen. Die Blockhöhe kann aber auch kleiner gewählt werden und kann z. B. der Außenkantenlänge eines Standard-Solarzellen-Wafers von 15,6 cm zuzüglich eines für den Solarzellen-Wafer nicht verwendbaren Boden- und Kappenabschnitts entsprechen. Eine geringere Blockhöhe hat den Vorteil, dass die Eindiffusion von Schadstoffen aus dem Tiegel in den sich bildenden Siliziumblock aufgrund der kürzeren Kristallisationszeiten reduziert wird. - Die Vorrichtung zum Schmelzen und Kristallisieren von Reinstsilizium weist einen Tiegel
3 auf, der im Wesentlichen die Form eines nach oben offenen Quaders besitzt. Der Innenraum4 des Tiegels3 ist nach fünf Seiten begrenzt und weist einen Boden5 und vier Seitenwände7 auf. Der Innenraum4 des Tiegels3 lässt sich über eine dem Boden5 gegenüber liegende Öffnung8 befüllen. An der Außenseite des Tiegels3 sind Heizelemente9 und Kühlelemente10 angeordnet, mit denen der Innenraum4 des Tiegels3 gezielt aufgeheizt bzw. abgekühlt werden kann. Die Heizelemente9 bzw. Kühlelemente10 sind dabei beispielsweise gemäß dem bekannten Vertical-Bridgman-Verfahren bzw. Vertical-Gradient-Freeze-Verfahren ausgeführt. - Zur Herstellung eines monokristallinen Siliziumblocks aus Reinstsilizium wird am Boden
5 des Tiegels3 ein Silizium-Einkristall-Keim12 angeordnet. Der Silizium-Einkristall-Keim12 bedeckt dabei die gesamte Bodenfläche des Tiegels3 , wobei die Bodenfläche vorzugsweise quadratisch oder rechteckig, aber auch polygonal ausgebildet sein kann. -
2 zeigt eine Aufsicht auf den Silizium-Einkristall-Keim12 für einen rechteckigen Tiegelboden. Der Silizium-Einkristallkeim12 weist eine Keimfläche13 auf, die parallel zum Boden5 des Tiegels3 angeordnet ist. Der Silizium-Einkristall-Keim12 ist vorzugsweise scheibenförmig mit einer Dicke von einem oder mehreren cm, vorzugsweise ca. 4 cm, ausgeführt. Der Silizium-Einkristall-Keim12 kann einstückig ausgebildet sein oder sich aus mehreren Teilkeimen, wie in2 gezeigt, aus 20 rechteckigen Scheiben zusammensetzen. Die Orientierung der Keimfläche13 des Silizium-Einkristall-Keims12 ist – angegeben in Millerschen Indizes – {110}. Der Silizium-Kristall besitzt eine sogenannte Diamantstruktur, bei der sich in jedem Einheitswürfel acht Siliziumatome befinden. Die Fläche des Siliziumkristall-Einheitswürfels ist dabei kubisch flächenzentriert.2 zeigt den Silizium-Einkristall-Keim12 mit einer {110}-Keimfläche13 , deren Kristallorientierung <100> senkrecht zur Darstellungsebene durch den Kreis um die z-Achse angezeigt ist. Die Teile des Silizium-Einkristall-Keims können anstatt einer rechteckigen Form auch eine andere Form, z. B. eine sechseckige Form, aufweisen, wobei die zusammengesetzten Teile den Bodenbereich5 des Tiegels3 nahezu vollflächig und in gleicher Kristallorientierungsrichtung bedecken. - Der Silizium-Einkristall-Keim
12 ist ferner so ausgestaltet, dass eine Kantenfläche {100}-Kristallorientierung besitzt. Diese Kantenfläche bildet dann eine Seitenfläche des herzustellenden Siliziumblocks und wird im Weiteren als Seite-A-Kantenfläche bezeichnet. Bei dem in2 gezeigten Silizium-Einkristall-Keim12 mit der {110}-Keimfläche13 besitzt die Seite-A-Kantenfläche eine {100}-Kristallorientierung, die senkrecht dazu verlaufende Seite-B-Kantenfläche eine {110}-Kristallorientierung. - Der Silizium-Einkristallkeim bzw. die Keimteile werden vorzugsweise aus monokristallinen Siliziumstäben, die mit dem Czochralski-Verfahren oder dem Zonenschmelzverfahren hergestellt sind, erzeugt. Mit den Czochralski- bzw. Zonenschmelzverfahren lassen sich monokristalline zylinderförmige Siliziumstäbe mit hoher Reinheit erzeugen, wobei die Flächen der Siliziumstäbe in der Regel eine {100}-Kristallorientierung besitzen. Zur Herstellung von Silizium-Einkristall-Keimen
12 gemäß2 mit einer {110}-Keimfläche13 und einer {100}-Seite-A-Kantenfläche werden die zylinderförmigen Siliziumstäbe dann quadriert und in Scheiben mit einem Schnittwinkel von 45° zur quadrierten Fläche zersägt. - Die Silizium-Einkristall-Keime
12 können jedoch auch mit anderen monokristallinen Herstellungsverfahren, z. B. dem in derDE 10 2007 035 756 A1 offenbarten erweiterten Vertical-Bridgman-Verfahren bzw. Vertical-Gradient-Freeze-Verfahren, bei dem monokristalline Siliziumblöcke auf einer Keimstruktur erzeugt werden, hergestellt werden. Es besteht dabei auch die Möglichkeit, die Silizium-Einkristall-Keime direkt mit einer {110}-Keimfläche13 und einer {100}-Seite-A-Kantenfläche herzustellen. Ferner können die Silizium-Einkristall-Keime auch aus den mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Siliziumblöcken durch Heraussägen entsprechender Scheiben mit einer {110}-Keimfläche und einer {100}-Seite-A-Kantenfläche erzeugt werden. Auch lassen sich die Silizium-Einkristall-Keime nach dem Erzeugen der Siliziumblöcke durch anschließendes Abtrennen von diesen Siliziumblöcken wiederverwenden. Vorzugsweise wird dabei der für die Herstellung von Solarzellen-Wafern meist ungeeignete Bodenabschnitt verwendet. - Zur Herstellung der Siliziumblöcke wird der Tiegel
3 mit dem Silizium-Einkristallkeim12 im Bereich des Bodens5 mit flüssigem Reinstsilizium2 über die Tiegelöffnung8 befüllt. Anstelle eines Befüllens mit flüssigem Reinstsilizium2 kann auch pulverförmiges, granulatförmiges oder stückiges Silizium verwendet werden, wobei das Silizium dann mit den Heizelementen9 am Tiegel3 aufgeschmolzen wird. Dabei ist die Temperaturführung so zu gestalten, dass der vorgelegte Keim am Boden5 des Tiegels3 angeschmolzen, jedoch nicht aufgeschmolzen wird. Das flüssige Reinstsilizium2 auf dem Silizium-Einkristall-Keim12 wird dann gerichtet und gezielt kristallisiert und erstarrt. Die Erstarrung des Siliziums erfolgt dabei ausgehend von der Keimfläche13 des Silizium-Einkristall-Keims12 nach oben. Zum gesteuerten Kristallisieren des flüssigen Reinstsiliziums2 wird mittels der Kühlelemente10 am Tiegel3 aktiv Wärme aus dem flüssigen Reinstsilizium2 abgeführt. - Die Kristallisation wird dabei so ausgeführt, dass die Keimfläche
13 des Silizium-Einkristall-Keims12 ihre {100}-Kristallorientierung dem auf dem Silizium-Einkristall-Keim aufwachsenden Siliziumblock vererbt. Der Siliziumblock, der sich auf der Keimfläche13 des Silizium-Einkristall-Keims12 bildet, hat mit dem Silizium-Einkristall-Keim12 ein weitgehend gleichgerichtetes Kristallgitter mit einer {110}-Wachstumsfläche. Gleichzeitig bildet sich über der Seite-A-Kantenfläche des Silizium-Einkristall-Keims12 eine {100}-orientierte Siliziumblockfläche aus. Die Vererbung der Kristallorientierung vom Silizium-Einkristall-Keim12 auf den sich darüber ausbildenden Siliziumblock wird vorzugsweise dadurch begünstigt, dass der Silizium-Einkristall-Keim12 vor dem Beginn des Erstarrungsvorgangs an seiner Keimfläche13 angeschmolzen wird. -
3 zeigt einen Siliziumblock14 , der auf dem in2 dargestellten Silizium-Einkristall-Keim12 mit der in1 dargestellten Vorrichtung1 erzeugt wurde. Der Siliziumblock14 zeichnet sich durch eine im Wesentlichen defektarmen Kristallstruktur aus, die sich durch das Aufwachsen auf der {110}-Keimfläche13 des Silizium-Einkristall-Keims12 ergibt. Das Wachstum auf der {110}-Keimfläche13 erfolgt im Wesentlichen versetzungsfrei, wobei die [110]-Wachstumsrichtung dafür sorgt, dass sich bildende Kristallfehler sich nicht ausbreiten. Der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugte Siliziumblock besitzt dabei eine hohe Kristallqualität und weist zu mehr als 70% eine monokristalline Struktur auf. - Zur Silizium-Wafer-Herstellung wird der Siliziumblock
14 dann zerteilt, vorzugsweise mit dem bekannten Drahtsägeverfahren. Dabei besteht auch die Möglichkeit, den Silizium-Einkristall-Keim12 nach dem Abtrennen vom Siliziumblock14 wieder zu verwenden. Auch können aus dem Siliziumblock14 selbst weitere Silizium-Einkristall-Keime, z. B. durch Abtrennen des Kappen- oder Bodenabschnitts, erzeugt werden. - Der Siliziumblock
14 wird vorzugsweise in quaderförmige Säulen15 zersägt, wobei die Silizium-Säulen z. B. eine Fläche von 15,6 × 15,6 cm2 aufweisen. Zur Herstellung der Siliziumsäulen15 wird der Siliziumblock14 , wie in3 gezeigt, senkrecht zur {100}-Siliziumblockfläche unterteilt. Die Längsachse der Siliziumsäulen verläuft dann parallel zur Bodenfläche des Tiegels und zur Wachstumsfläche des Einkristall-Keimes. Es bilden sich sogenannte liegende Säulen. - Die Silizium-Wafer
16 wiederum werden aus den einzelnen Siliziumsäulen15 durch Zerteilen parallel zur {100}-Säulenfläche erzeugt. Die Dicke der Silizium-Wafer16 wird dabei je nach späterem Einsatz bzw. Aufbau der daraus herzustellenden Siliziumzelle festgelegt. Die Silizium-Wafer besitzen dabei die Kristallqualität des Siliziumblocks, d. h. mehr als 70% der Waferfläche mit der [100]-Kristallorientierung besitzt eine monokristalline Struktur. - Ferner besteht auch die Möglichkeit aus einem Bereich mittlerer Höhe des Siliziumblockes
14 eine oder mehrere Lagen sogenannter liegender Säulen herauszuschneiden und der verbleibende oberen und/oder untere Bereich des Siliziumblockes14 so in Siliziumsäulen zu unterteilen, dass deren Längsachse senkrecht zur Bodenfläche des Tiegels und zur Wachstumsfläche des Einkristall-Keimes verläuft. - Beim Wachstum des Siliziumblocks
14 mit der in1 gezeigten Vorrichtung1 können sich durch das gesteuerte Kristallisieren des Reinstsiliziums im Siliziumblock14 unterschiedliche Verteilungen in Bezug auf die Kohlenstoff- oder Sauerstoffkonzentration ergeben. Dies betrifft auch die Leitfähigkeit des Siliziums, die im Siliziumblock14 unterschiedlich sein kann. Die Kohlenstoff- oder Sauerstoffkonzentration bzw. die Leitfähigkeit variiert dabei in Siliziumblock-Wachstumsrichtung, also in Richtung der <100>-Kristallorientierung. Der Gradient der Kohlen- oder Sauerstoffkonzentration bzw. der Leitfähigkeit zeigt sich dann auch auf dem Silizium-Wafer auf seiner Waferoberfläche mit der {100}-Kristallorientierung. - Zur Weiterverarbeitung der Silizium-Wafer
16 zu Solarzellen durchlaufen die Silizium-Wafer chemische Bäder, um die Sägeschäden zu beheben. Hierbei werden in der Regel nasschemische Verfahren, vorzugsweise unter Verwendung von Laugen, eingesetzt. Verbunden mit dem Entfernen der Sägeschäden wird die {100}-Silizium-Waferfläche zusätzlich mit einer Strukturierung, der sogenannten Textur, versehen. Die Textur der Waferfläche sorgt für eine verbesserte Lichteinkopplung aufgrund verringerter Reflexionsverluste und damit für eine Steigerung des Solarzellen-Wirkungsgrads. Die Texturierung wird dabei durch nass- oder trockenchemische Ätzverfahren, vorzugsweise eine alkalische Monotextur, bewirkt, wobei auf der Waferfläche vorzugsweise, wie in4 in einem Ausschnitt gezeigt ist, eine Pyramidenstruktur17 erzeugt wird. Die Kanten der Grundfläche der pyramidenförmigen Erhebungen17 verlaufen dabei parallel zu den Außenkanten der Waferfläche des Silizium-Wafers16 . -
5 zeigt die weitere Ausbildung des Silizium-Wafers16 zur Silizium-Solarzelle. Nach dem Herstellen der Textur wird ein Hochtemperaturschritt ausgeführt, bei dem ein p/n-Übergang18 durch Dotierung, vorzugsweise durch Phosphordiffusion, im Silizium-Wafer16 erzeugt wird. Anschließend wird die Silizium-Waferfläche vergütet, vorzugsweise durch Aufbringen einer Antireflexionsschicht19 . Zur Fertigstellung der Silizium-Solarzelle werden dann noch Vorder- und Rückseitenkontakte20 ,21 vorzugsweise durch ein Siebdruckverfahren auf dem Silizium-Wafer16 aufgebracht. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102007035756 A1 [0004, 0027]
- DE 102007035756 [0005]
- DE 102005037393 A1 [0008]
Claims (10)
- Verfahren zum Herstellen von Silizium-Wafern umfassend die Schritte: – Bereitstellen eines Silizium-Einkristall-Keims im Bodenbereich eines Tiegels, wobei der Silizium-Einkristall-Keim eine Keimfläche mit einer {110}-Kristallorientierung senkrecht zum Bodenbereich des Tiegels und eine Kantenfläche mit einer {100}-Kristallorientierung parallel zu einer Seitenfläche des Tiegels besitzt; – Aufschmelzen von Reinstsilizium und Bereitstellen im Tiegel; – Erstarren des flüssigen Reinstsiliziums ausgehend vom Bodenbereich des Tiegels auf der Keimfläche des Silizium-Einkristall-Keims, wobei der sich bildende Siliziumblock die {110}-Kristallorientirung weitgehend übernimmt; und – Zerteilen des Siliziumblocks in Wafer derart, dass eine Waferfläche eine {100}-Kristallorientierung aufweist.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei mehr als 70% der Waferfläche mit der {100}-Kristallorientierung eine monokristalline Struktur aufweisen.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Silizium-Einkristall-Keim aus einer Einkristall-Siliziumsäule hergestellt wird, dessen Säulenachse eine [100]-Raumorientierung aufweist, wobei die Einkristall-Siliziumsäule zum Ausbilden der Keimfläche des Silizium-Einkristall-Keims mit der {110}-Kristallorientierung und der Kantenfläche des Silizium-Einkristall-Keims mit der {100}-Kristallorientierung aufgeschnitten wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei sich der Silizium-Einkristall-Keim aus mehreren Teilen zusammensetzt, die den Bodenbereich des Tiegels nahezu vollflächig und in gleicher Kristallorientierungsrichtung bedecken.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Siliziumblock vor dem Zerteilen in Wafer in rechteckige Siliziumsäulen derart unterteilt wird, dass die Säulenachse parallel zur Keimfläche des Silizium-Einkristall-Keims verläuft.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Waferfläche mit der {100}-Kristallorientierung mit einer alkalischen Ätzlösung texturgeätzt wird.
- Silizium-Wafer, hergestellt mit einem Verfahren nach Anspruch 6, wobei die geätzte Waferfläche mit der {100}-Kristallorientierung pyramidenförmige Erhebungen aufweist, wobei die Kanten der Grundfläche der pyramidenförmigen Erhebungen parallel zu den Außenkanten der Waferfläche verlaufen.
- Silizium-Wafer, hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Wafer über die Waferfläche mit der {100}-Kristallorientierung hinweg einen Gradienten der Kohlenstoff- oder Sauerstoff-Konzentration im Silizium oder einen Gradienten der Leitfähigkeit aufweist.
- Silizium-Wafer, hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zwei gegenüberliegende Waferkanten in der Waferebene parallel zur [110]-Kristallrichtung und die beiden anderen parallel zur [100]-Kristallrichtung verlaufen.
- Silizium-Solarzelle mit einem Silizium-Wafer nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei zwischen der Waferfläche mit der {100}-Kristallorientierung und der Waferrückfläche ein p/n-Übergang ausgeführt ist, wobei die Waferfläche mit der {100}-Kristallorientierung eine Beschichtung aufweist und wobei zumindest die Waferrückfläche mit Kontakten versehen sind.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201010029741 DE102010029741B4 (de) | 2010-06-07 | 2010-06-07 | Verfahren zum Herstellen von Silizium-Wafern, Silizium Wafer und Verwendung eines Silizium-Wafer als Silizium-Solarzelle |
US13/154,914 US9109302B2 (en) | 2010-06-07 | 2011-06-07 | Method for producing silicon wafers, and silicon solar cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201010029741 DE102010029741B4 (de) | 2010-06-07 | 2010-06-07 | Verfahren zum Herstellen von Silizium-Wafern, Silizium Wafer und Verwendung eines Silizium-Wafer als Silizium-Solarzelle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102010029741A1 true DE102010029741A1 (de) | 2011-12-08 |
DE102010029741B4 DE102010029741B4 (de) | 2013-02-28 |
Family
ID=44973902
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201010029741 Expired - Fee Related DE102010029741B4 (de) | 2010-06-07 | 2010-06-07 | Verfahren zum Herstellen von Silizium-Wafern, Silizium Wafer und Verwendung eines Silizium-Wafer als Silizium-Solarzelle |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9109302B2 (de) |
DE (1) | DE102010029741B4 (de) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011086669A1 (de) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Herstellung von Silizium-Blöcken |
WO2013079976A1 (en) * | 2011-12-01 | 2013-06-06 | Rec Wafer Pte. Ltd | Production of mono-crystalline silicon |
DE102011088054A1 (de) * | 2011-12-08 | 2013-06-13 | Solarworld Innovations Gmbh | Verfahren zum Herstellen von Silizium-Wafern |
DE102012203706A1 (de) * | 2012-02-06 | 2013-08-08 | Solarworld Innovations Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Silizium-Ingots |
DE102012102597A1 (de) * | 2012-03-26 | 2013-09-26 | Schott Solar Ag | Verfahren zur Herstellung eines gerichtet erstarrten Materialkörpers, insbesondere eines Metall- oder Halbmetallkörpers, sowie Verwendungen hiervon |
DE102012216740A1 (de) | 2012-09-19 | 2014-03-20 | Solarworld Innovations Gmbh | Silizium-Solarzelle, Photovoltaikmodul und Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle |
DE102012218229A1 (de) | 2012-10-05 | 2014-04-10 | Solarworld Innovations Gmbh | Verfahren zum Herstellen eines Silizium-Einkristall-Keims und eines Silizium-Wafers, Silizium-Wafer und Silizium-Solarzelle |
DE102013200079A1 (de) | 2013-01-04 | 2014-07-10 | Deutsche Solar Gmbh | Anlage und Verfahren zum Zerteilen von Silizium-Blöcken |
WO2014147094A1 (de) * | 2013-03-18 | 2014-09-25 | Schott Ag | Rohling aus silizium, verfahren zu dessen herstellung sowie verwendung desselben |
WO2014147262A1 (de) * | 2013-03-22 | 2014-09-25 | Schott Ag | Rohling aus silizium, verfahren zu dessen herstellung sowie verwendung desselben |
WO2014166725A1 (de) * | 2013-04-08 | 2014-10-16 | Schott Ag | Rohling aus silizium, verfahren zu dessen herstellung sowie verwendung desselben |
DE102015201380A1 (de) * | 2015-01-27 | 2016-07-28 | Solarworld Innovations Gmbh | Ingot und Verfahren zu dessen Herstellung |
US9506165B2 (en) | 2013-10-21 | 2016-11-29 | Solarworld Americas Inc. | Method for producing silicon-ingots |
DE102016225679A1 (de) | 2016-12-20 | 2018-06-21 | Solarworld Industries Gmbh | Silizium-Ingot |
DE102018200571A1 (de) | 2018-01-15 | 2019-07-18 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Verfahren zum Herstellen eines Materialkörpers und zur Herstellung eines optischen Elements, optisches Element und Behälter |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2959351B1 (fr) * | 2010-04-26 | 2013-11-08 | Photowatt Int | Procede de preparation d’une structure de type n+pp+ ou de type p+nn+ sur plaques de silicium |
US8546910B2 (en) * | 2011-06-20 | 2013-10-01 | Institute of Microelectronics, Chinese Academy of Sciences | Semiconductor structure and method for manufacturing the same |
US9133565B2 (en) * | 2011-10-14 | 2015-09-15 | Sino-American Silicon Products Inc. | Crystalline silicon ingot and method of fabricating the same |
DE102012203524B4 (de) * | 2012-03-06 | 2016-10-27 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Herstellung von Silizium-Ingots |
GB2502102A (en) * | 2012-05-16 | 2013-11-20 | Rec Wafer Norway As | Improved production of monocrystalline silicon |
DE102012107026A1 (de) * | 2012-08-01 | 2014-02-06 | Solarworld Innovations Gmbh | Solarzelle und Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle |
CN104769166A (zh) * | 2012-08-17 | 2015-07-08 | Gtat公司 | 从坩埚中的种晶生长硅铸锭的系统和方法及其中所使用的种晶的制造 |
KR102144135B1 (ko) * | 2013-03-11 | 2020-08-12 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 반도체 장치용 실리콘 부재 및 반도체 장치용 실리콘 부재의 제조 방법 |
CN103952754A (zh) * | 2014-04-21 | 2014-07-30 | 江西赛维Ldk太阳能高科技有限公司 | 类单晶硅锭制备方法及切割制备类单晶硅片方法 |
CN104152992A (zh) * | 2014-08-06 | 2014-11-19 | 江西赛维Ldk太阳能高科技有限公司 | 一种籽晶的铺设方法、准单晶硅片的制备方法及准单晶硅片 |
CN105196433B (zh) * | 2015-09-24 | 2017-04-12 | 上海日进机床有限公司 | 一种单晶硅棒截断机及单晶硅棒截断方法 |
CN105196434B (zh) * | 2015-09-25 | 2017-03-22 | 上海日进机床有限公司 | 多晶硅线切割设备及方法 |
US9802827B2 (en) | 2015-10-09 | 2017-10-31 | Milwaukee Silicon, Llc | Purified silicon, devices and systems for producing same |
CN105799076B (zh) * | 2016-05-24 | 2019-01-29 | 天通日进精密技术有限公司 | 硅锭流水作业系统 |
CN106182479B (zh) * | 2016-08-25 | 2019-08-13 | 天通日进精密技术有限公司 | 硅锭切割机的工作台、硅锭切割机及硅锭切割方法 |
US11562920B2 (en) * | 2017-10-24 | 2023-01-24 | Cubicpv Inc. | Semi-conductor wafers longer than industry standard square |
JP7007483B2 (ja) * | 2018-07-20 | 2022-01-24 | 京セラ株式会社 | シリコンのインゴット、シリコンのブロック、シリコンの基板、シリコンのインゴットの製造方法、および太陽電池 |
AU2020328504A1 (en) | 2019-08-09 | 2022-02-17 | Leading Edge Equipment Technologies, Inc. | Producing a ribbon or wafer with regions of low oxygen concentration |
CN112428462A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-03-02 | 韩华新能源(启东)有限公司 | 一种调控金刚线单晶硅片金字塔绒面的方法 |
CN113571601B (zh) * | 2021-07-23 | 2023-05-12 | 常州时创能源股份有限公司 | 一种提高电池分片成品率的方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19811878A1 (de) * | 1998-03-18 | 1999-09-23 | Siemens Solar Gmbh | Verfahren zum naßchemischen pyramidalen Texturätzen von Siliziumoberflächen |
DE102005037393A1 (de) | 2005-08-08 | 2007-02-15 | Schott Ag | Verfahren sowie Vorrichtung zur Züchtung von grossvolumigen Einkristallen unter Ausbildung einer konvexen Phasengrenzfläche während des Kristallisationsprozesses |
US20070169685A1 (en) * | 2006-01-20 | 2007-07-26 | Bp Corporation North America Inc. | Methods and Apparatuses for Manufacturing Geometric Multicrystalline Cast Silicon and Geometric Multicrystalline Cast Silicon Bodies for Photovoltaics |
DE102007035756A1 (de) | 2007-07-27 | 2009-02-05 | Deutsche Solar Ag | Verfahren zur Herstellung von Nichteisenmetall-Blöcken |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5529051A (en) * | 1994-07-26 | 1996-06-25 | At&T Corp. | Method of preparing silicon wafers |
JP4164267B2 (ja) | 2002-02-28 | 2008-10-15 | キヤノン株式会社 | 多結晶シリコン基板及び太陽電池の製造方法 |
JP4184725B2 (ja) * | 2002-07-12 | 2008-11-19 | Sumco Techxiv株式会社 | 単結晶半導体の製造方法、単結晶半導体の製造装置 |
US7141114B2 (en) * | 2004-06-30 | 2006-11-28 | Rec Silicon Inc | Process for producing a crystalline silicon ingot |
DE102005013410B4 (de) | 2005-03-23 | 2008-01-31 | Deutsche Solar Ag | Vorrichtung und Verfahren zum Kristallisieren von Nichteisenmetallen |
DE102006020234A1 (de) | 2006-04-27 | 2007-10-31 | Deutsche Solar Ag | Ofen für Nichtmetall-Schmelzen |
JP2008156166A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Sumco Solar Corp | シリコンインゴットの鋳造方法および切断方法 |
DE102007038851A1 (de) * | 2007-08-16 | 2009-02-19 | Schott Ag | Verfahren zur Herstellung von monokristallinen Metall- oder Halbmetallkörpern |
DE112008003810A5 (de) | 2008-02-14 | 2011-01-20 | Deutsche Solar Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von kristallinen Körpern durch gerichtete Erstarrung |
-
2010
- 2010-06-07 DE DE201010029741 patent/DE102010029741B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-06-07 US US13/154,914 patent/US9109302B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19811878A1 (de) * | 1998-03-18 | 1999-09-23 | Siemens Solar Gmbh | Verfahren zum naßchemischen pyramidalen Texturätzen von Siliziumoberflächen |
DE102005037393A1 (de) | 2005-08-08 | 2007-02-15 | Schott Ag | Verfahren sowie Vorrichtung zur Züchtung von grossvolumigen Einkristallen unter Ausbildung einer konvexen Phasengrenzfläche während des Kristallisationsprozesses |
US20070169685A1 (en) * | 2006-01-20 | 2007-07-26 | Bp Corporation North America Inc. | Methods and Apparatuses for Manufacturing Geometric Multicrystalline Cast Silicon and Geometric Multicrystalline Cast Silicon Bodies for Photovoltaics |
DE102007035756A1 (de) | 2007-07-27 | 2009-02-05 | Deutsche Solar Ag | Verfahren zur Herstellung von Nichteisenmetall-Blöcken |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Brice, J.C., Rudolph, P.: Crystal Growth. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry [online]. Published Online: 15. Apr. 2007, DOI: 10.1002/14356007.a08_099.pub2. * |
Cited By (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011086669B4 (de) * | 2011-11-18 | 2016-08-04 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Herstellung von Silizium-Blöcken sowie Silizium-Block |
DE102011086669A1 (de) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Herstellung von Silizium-Blöcken |
WO2013079976A1 (en) * | 2011-12-01 | 2013-06-06 | Rec Wafer Pte. Ltd | Production of mono-crystalline silicon |
DE102011088054A1 (de) * | 2011-12-08 | 2013-06-13 | Solarworld Innovations Gmbh | Verfahren zum Herstellen von Silizium-Wafern |
DE102012203706A1 (de) * | 2012-02-06 | 2013-08-08 | Solarworld Innovations Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Silizium-Ingots |
DE102012203706B4 (de) * | 2012-02-06 | 2016-08-11 | Solarworld Innovations Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Silizium-Ingots, Verfahren zur Herstellung von Keimvorlagen, Keimkristall und dessen Verwendung sowie Schmelztiegel |
DE102012102597A1 (de) * | 2012-03-26 | 2013-09-26 | Schott Solar Ag | Verfahren zur Herstellung eines gerichtet erstarrten Materialkörpers, insbesondere eines Metall- oder Halbmetallkörpers, sowie Verwendungen hiervon |
DE102012102597B4 (de) | 2012-03-26 | 2020-05-14 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Herstellung eines gerichtet erstarrten Materialkörpers aus Silizium oder Germanium, Wafer aus Silizium oder Germanium, sowie Verwendungen hiervon |
DE102012216740A1 (de) | 2012-09-19 | 2014-03-20 | Solarworld Innovations Gmbh | Silizium-Solarzelle, Photovoltaikmodul und Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle |
DE102012216740B4 (de) * | 2012-09-19 | 2016-06-02 | Solarworld Innovations Gmbh | Silizium-Solarzelle, die durch Zerteilen einer auf einem Silizium-Wafer ausgebildeten Ausgangssolarzelle erzeugt ist, Photovoltaikmodul und Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle |
US9447516B2 (en) | 2012-10-05 | 2016-09-20 | Solarworld Innovations Gmbh | Method for manufacturing a silicon monocrystal seed and a silicon-wafer, silicon-wafer and silicon solar-cell |
DE102012218229A1 (de) | 2012-10-05 | 2014-04-10 | Solarworld Innovations Gmbh | Verfahren zum Herstellen eines Silizium-Einkristall-Keims und eines Silizium-Wafers, Silizium-Wafer und Silizium-Solarzelle |
DE102012218229B4 (de) * | 2012-10-05 | 2014-11-20 | Solarworld Innovations Gmbh | Verfahren zum Herstellen eines Silizium-Einkristall-Keims und eines Silizium-Wafers, Silizium-Wafer und Silizium-Solarzelle |
DE102013200079A1 (de) | 2013-01-04 | 2014-07-10 | Deutsche Solar Gmbh | Anlage und Verfahren zum Zerteilen von Silizium-Blöcken |
WO2014147094A1 (de) * | 2013-03-18 | 2014-09-25 | Schott Ag | Rohling aus silizium, verfahren zu dessen herstellung sowie verwendung desselben |
WO2014147262A1 (de) * | 2013-03-22 | 2014-09-25 | Schott Ag | Rohling aus silizium, verfahren zu dessen herstellung sowie verwendung desselben |
WO2014166725A1 (de) * | 2013-04-08 | 2014-10-16 | Schott Ag | Rohling aus silizium, verfahren zu dessen herstellung sowie verwendung desselben |
US9506165B2 (en) | 2013-10-21 | 2016-11-29 | Solarworld Americas Inc. | Method for producing silicon-ingots |
DE102015201380A1 (de) * | 2015-01-27 | 2016-07-28 | Solarworld Innovations Gmbh | Ingot und Verfahren zu dessen Herstellung |
DE102015201380B4 (de) | 2015-01-27 | 2018-07-05 | Solarworld Industries Gmbh | Ingot und Wafer sowie Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung eines Wafers |
DE102016225679A1 (de) | 2016-12-20 | 2018-06-21 | Solarworld Industries Gmbh | Silizium-Ingot |
DE102018200571A1 (de) | 2018-01-15 | 2019-07-18 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Verfahren zum Herstellen eines Materialkörpers und zur Herstellung eines optischen Elements, optisches Element und Behälter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9109302B2 (en) | 2015-08-18 |
US20110297223A1 (en) | 2011-12-08 |
DE102010029741B4 (de) | 2013-02-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102010029741B4 (de) | Verfahren zum Herstellen von Silizium-Wafern, Silizium Wafer und Verwendung eines Silizium-Wafer als Silizium-Solarzelle | |
DE2508803C3 (de) | Verfahren zur Herstellung plattenförmiger Siliciumkristalle mit Kolumnarstruktur | |
DE102012102597B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines gerichtet erstarrten Materialkörpers aus Silizium oder Germanium, Wafer aus Silizium oder Germanium, sowie Verwendungen hiervon | |
EP2028292B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von monokristallinen Metall- oder Halbmetallkörpern | |
DE60026286T2 (de) | MIT Ga DOTIERTER CZOCHRALSKI-EINKRISTALL UND WAFER UND VERFAHREN ZU DEREN HERSTELLUNG | |
DE4343296C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Siliziumhalbleiterscheibe mit drei gegeneinander verkippten kreissektorförmigen monokristallinen Bereichen und seine Verwendung | |
DE202012011360U1 (de) | Kristalliner Siliciumblock und daraus gefertigter Silicium-Wafer | |
DE19806045A1 (de) | Verfahren zum Herstellen von einkristallinen Siliziumstäben und Siliziumwafern unter Steuern des Ziehgeschwindigkeitsverlaufs in einem Heißzonenofen, sowie mit dem Verfahren hergestellte Stäbe und Wafer | |
DE102011002599A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Silizium-Ingots | |
DE112019000182T5 (de) | Kristallisationsofen für durch gerichtete Erstarrung gezüchtetes kristallines Silizium und dessen Anwendung | |
DE102011086669A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Silizium-Blöcken | |
DE102012218229B4 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Silizium-Einkristall-Keims und eines Silizium-Wafers, Silizium-Wafer und Silizium-Solarzelle | |
DE102019208389A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Restspannungs- und versetzungsfreien AIII-BV-Substratwafern | |
DE102012100147A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von mono-, quasimono- oder multikristallinen Metall- oder Halbmetallkörpern | |
DE102007035756B4 (de) | Verfahren zur Herstellung von Nichteisenmetall-Blöcken | |
DE69203737T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Kristallzüchtung. | |
DE112009000239B4 (de) | Silizium-Einkristall-Züchtungsvorrichtung | |
DE102012216740B4 (de) | Silizium-Solarzelle, die durch Zerteilen einer auf einem Silizium-Wafer ausgebildeten Ausgangssolarzelle erzeugt ist, Photovoltaikmodul und Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle | |
DE102009044893B4 (de) | Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Kristallkörpers aus einem Halbleitermaterial | |
DE102011076860B4 (de) | Verfahren zur gerichteten Kristallisation von Ingots | |
DE102012209005B4 (de) | Keimvorlage und Verfahren zur Herstellung derselben sowie Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Silizium-Ingots | |
DE112013006282T5 (de) | Verfahren zur Herstellung von SIC-Einkristall | |
AT526376B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Saphir-Kristalls | |
DE112012003114T5 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Schicht in Halbleitermaterial | |
DE10026319B4 (de) | Verfahren zum Herstellen einkristalliner Körper |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20130529 |
|
R082 | Change of representative | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MEYER BURGER (GERMANY) GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: SOLARWORLD INNOVATIONS GMBH, 09599 FREIBERG, DE Owner name: SOLARWORLD INDUSTRIES GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: SOLARWORLD INNOVATIONS GMBH, 09599 FREIBERG, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MEYER BURGER (GERMANY) GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: SOLARWORLD INDUSTRIES GMBH, 53175 BONN, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |