DE102011087759A1 - Verfahren zur Herstellung von Silizium-Ingots - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung von Silizium-Ingots (1), umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen eines Behälters (2) zur Aufnahme einer Si-Schmelze (3), Erzeugen einer feinkörnigen Silizium-Schicht (5), Anordnen der feinkörnigen Silizium-Schicht (5) im Behälter (2), Anordnen einer Silizium-Schmelze (3) im Behälter (2) in Kontakt mit der feinkörnigen Silizium-Schicht (5), gerichtetes Erstarren der Silizium-Schmelze (3) ausgehend von der feinkörnigen Silizium-Schicht (5).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Silizium-Ingots. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Silizium-Ingot.
  • Silizium-Ingots dienen als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Solarzellen. Hierbei hat die Kristallstruktur des Silizium-Ingots einen wesentlichen Einfluss auf die Qualität der daraus herstellbaren Solarzellen. Ein Verfahren zur Herstellung von Silizium-Ingot ist beispielsweise aus der EP 0 218 088 B1 bekannt.
  • Es besteht fortwährend Bedarf, derartige Verfahren zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, zunächst eine feinkörnige Silizium-Schicht zu erzeugen, ausgehend von welcher eine Silizium-Schmelze gerichtet erstarrt wird.
  • Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine feinkörnige Silizium-Schicht zu einer besonders defektarmen Kristallstruktur des Silizium-Ingots führen kann. Unter einer feinkörnigen Struktur der Silizium-Schicht sei hierbei eine Kristallstruktur verstanden, bei welcher die Mehrheit der Kristallite, insbesondere mindestens 70%, insbesondere mindestens 90%, insbesondere sämtliche Kristallite einen Äquivalenzdurchmesser im Bereich von 0,1 mm bis 5 mm, insbesondere im Bereich von 1 mm bis 3 mm aufweisen. Hierbei haben die Kristallite ein Aspektverhältnis von weniger als 3 zu 1. Es handelt sich insbesondere nicht um sogenannte Dendriten.
  • Vorzugsweise wird die feinkörnige Silizium-Schicht durch Rascherstarrung von flüssigem Silizium erzeugt. Hierzu kann flüssiges Silizium vorzugsweise in Kontakt mit einem Substrat gebracht werden, dessen Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur von Silizium ist. Sofern die Wärmekapazität des Substrats ausreichend groß und/oder die Menge an flüssigem Silizium, welches in Kontakt mit dem Substrat gebracht wird, hinreichend gering ist, kann man auf diese Art sehr einfach eine feinkörnige Silizium-Schicht erzeugen. Diesbezüglich wurde erfindungsgemäß erkannt, dass die Temperatur des Substrats einen wesentlichen Einfluss auf die Keimbildungshäufigkeit und damit auf die Kornstruktur der Silizium-Schicht hat. Generell führt ein kälteres Substrat zu einer feinkörnigeren Silizium-Schicht. Rascherstarrung des flüssigen Siliziums wird dadurch erreicht, dass der Temperaturgradient in der Silizium-Schmelze beim Anordnen derselben im Behälter in Kontakt mit der feinkörnigen Silizium-Schicht, ausgehend von letzterer, einen Betrag von mindestens 0,1 K/cm, insbesondere mindestens 1 K/cm, insbesondere mindestens 3 K/cm aufweist. Dieser Temperaturgradient wird insbesondere an der Grenzfläche der feinkörnigen Silizium-Schicht zur flüssigen Silizium-Schmelze erreicht.
  • Das Substrat kann beispielsweise durch eine oder mehrere Siliziumplatten, welche am Boden einer Kokille angeordnet werden, ausgebildet sein. Als Substrat kann ebenso eine Lage aus Feinkorn oder der Boden der Kokille selbst dienen.
  • Vorzugsweise ist das Substrat unterkühlt. Es weist beim Inkontakt-Bringen mit dem flüssigen Silizium insbesondere eine Temperatur von höchstens 1200 °C, insbesondere höchstens 1100 °C, insbesondere höchstens 1000 °C auf.
  • Das Substrat kann beispielsweise aus Silizium oder einer Siliziumverbindung, insbesondere Siliziumkarbid (SiC) oder Siliziumnitrid (Si3N4) oder aus Graphit sein. Das Substrat besteht zumindest teilweise aus einem Material ausgewählt aus dieser Gruppe.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird die feinkörnige Silizium-Schicht in derselben Kokille erzeugt, in welcher die Silizium-Schmelze erstarrt wird. Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird die feinkörnige Silizium-Schicht in einem anderen Behälter erzeugt als dem, in welchem die Silizium-Schmelze erstarrt wird. In letzterem Fall kann die feinkörnige Silizium-Schicht in einem separaten Prozess als Keimschicht hergestellt werden, welche dann in eine Kokille eingelegt werden kann. Sie kann ihre Kornstruktur insbesondere in einem Bridgman-artigen Prozess an den darüber wachsenden Silizium-Ingot weitergeben.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Temperatur im Bereich der feinkörnigen Silizium-Schicht während des Erstarrens der Silizium-Schmelze auf einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur von Silizium, insbesondere unterhalb von 1400 °C, insbesondere unterhalb von 1300 °C, insbesondere unterhalb von 1200 °C zu halten. Hierdurch wird sichergestellt, dass kein Ankeimen an der feinkörnigen Silizium-Schicht stattfinden kann.
  • Weiterhin ist vorgesehen, das Temperaturfeld in der Kokille derart zu steuern, dass das Erstarren der Silizium-Schmelze gleichgewichtsnah erfolgt. Abgesehen von dem Bereich, welcher in direktem Kontakt mit der feinkörnigen Silizium-Schicht steht, d. h. abgesehen vom Beginn des Erstarrungsvorgangs beträgt der Temperaturgradient an der Phasengrenze zwischen dem bereits erstarrten Silizium und der noch flüssigen Silizium-Schmelze maximal 15 K/cm. Die Kühlungsrate der Silizium-Schmelze liegt vorzugsweise bei höchstens 3 K/min, insbesondere höchstens 1 K/min.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Silizium-Ingot zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 11 gelöst. Erfindungsgemäß wurde festgestellt, dass der erfindungsgemäß hergestellte Silizium-Ingot eine besonders vorteilhafte Kristallstruktur aufweist.
  • Er ist insbesondere gekennzeichnet durch eine Kornzahl, welche vom Boden des Ingots zu dessen Kappe hin abnimmt. Hierdurch unterscheidet sich der Silizium-Ingot von üblichen Silizium-Ingots. Die Kornzahl nimmt insbesondere vom Boden zur Kappe um mindestens 20%, insbesondere mindestens 30% ab.
  • Besonders vorteilhaft bei dem erfindungsgemäß hergestellten Silizium-Ingot ist, dass der Defektanteil ab einer bestimmten Höhe im Wesentlichen konstant ist, insbesondere nicht weiter wächst. Der Defektanteil ist insbesondere ab einer Höhe von 10 cm, gemessen vom Boden des Ingots konstant.
  • Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass sich daher mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Silizium-Ingots mit einer Höhe von mindestens 50 cm, insbesondere mindestens 75 cm, insbesondere mindestens 100 cm herstellen lassen.
  • Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Ansicht einer Kokille zur Herstellung von Silizium-Ingots,
  • 2 einem exemplarischen Schnitt durch einen erfindungsgemäß hergestellten Ingot und
  • 3 eine Darstellung der Kornzahl K und des Defektanteils D im erfindungsgemäß hergestellten Silizium-Ingot (durchgezogene Linien) und in üblichen Silizium-Ingots (gestrichelt) in Abhängigkeit von der Höhe.
  • Im Folgenden wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von Silizium-Ingot 1 beschrieben. Hierfür wird zunächst eine Kokille 2 zur Aufnahme einer Silizium-Schmelze 3 bereit gestellt. Bei der Kokille 2 handelt es sich allgemein um einen Behälter zur Aufnahme der Silizium-Schmelze 3. Für Details einer derartigen Kokille 2 sei beispielsweise auf die DE 10 2005 013 410 A1 verwiesen.
  • Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein sehr feines Bodengefüge für die Herstellung des Silizium-Ingots 1 vorteilhaft sein kann. Weiter wurde erkannt, dass ein derartiges feines Bodengefüge durch Rascherstarrung von flüssigem Silizium auf festem Silizium erfolgen kann. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Methode besteht in der hohen Prozessstabilität.
  • Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, eine Silizium-Platte 4 am Boden der Kokille 2 anzuordnen. Die Silizium-Platte 4 deckt hierbei vorzugsweise den gesamten Boden der Kokille 2 ab. Sie weist vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 1 mm bis 10 mm, insbesondere im Bereich von 5 mm bis 5 cm, insbesondere im Bereich von 1 cm bis 3 cm auf. Die Silizium-Platte 4 hat vorzugsweise eine glatte Oberfläche. Die Oberfläche der Silizium-Platte 4 ist vorzugsweise parallel zum Boden der Kokille 2 ausgerichtet. Prinzipiell ist es auch denkbar, die Oberfläche der Silizium-Platte 4 zu strukturieren.
  • Die Silizium-Platte 4 wird auf einer Temperatur T1 gehalten, welche unterhalb der Schmelztemperatur von Silizium liegt. Die Temperatur T1 der Silizium-Platte 4 beträgt insbesondere weniger als 1400 °C, insbesondere weniger als 1300 °C, insbesondere weniger als 1200 °C, insbesondere weniger als 1100 °C, insbesondere weniger als 1000 °C. Während eine möglichst niedrige Temperatur für den Prozess der Rascherstarrung vorteilhaft ist, führt ein großer Temperaturunterschied zwischen der Silizium-Schmelze 3 und der Silizium-Platte 4 leichter zu mechanischen Problemen beim Inkontakt-Bringen der Silizium-Schmelze 3 mit der Silizium-Platte 4. Die Temperatur der Silizium-Platte 4 kann daher in Abhängigkeit insbesondere von der Dicke der Silizium-Platte 4 und der Menge der Silizium-Schmelze 3, welche zum Erzeugen einer feinkörnigen Silizium-Schicht 5 mit der Silizium-Platte 4 in Kontakt gebracht wird, geeignet eingestellt werden.
  • Zur Einstellung der Temperatur der Silizium-Platte 4 kann beispielsweise eine Temperatur des Bodens der Kokille 2 mittels einer Temperatur-Steuer-Einrichtung eingestellt werden. Für Details einer derartigen Temperatur-Steuer-Einrichtung sei beispielsweise auf die DE 10 2005 013 410 A1 verwiesen. Die Silizium-Platte 4 kann insbesondere über den Boden der Kokille 2 gekühlt werden. Eine Abfuhr von Wärme aus der Silizium-Platte 4 über den Boden der Kokille 2 erfolgt insbesondere über Wärmeleitung.
  • Zum Erzeugen der feinkörnigen Silizium-Schicht 5, welche eine feinkristalline Ankeimschicht bildet, wird flüssiges Silizium 6 in die Kokille 2 mit der Silizium-Platte 4 gefüllt. Die Silizium-Platte 4 ist ein Beispiel für ein Substrat, mit welchem das flüssige Silizium 6 zum Erzeugen der feinkörnigen Silizium-Schicht 5 in Kontakt gebracht wird. Das flüssige Silizium 6 kann, wie in 1 schematisch angedeutet ist, in einem separaten Tiegel 7 aufgeschmolzen worden sein. Aufgrund des großen Temperaturunterschieds zwischen dem flüssigen Silizium 6 und der Silizium-Platte 4 kommt es zu einer Rascherstarrung des flüssigen Siliziums 6 auf der Silizium-Platte 4. Hierbei bildet sich die feinkörnige Silizium-Schicht 5.
  • Die derart hergestellte feinkörnige Silizium-Schicht 5 hat vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 1 cm bis 5 cm, insbesondere im Bereich von 2 cm bis 3 cm.
  • Die feinkörnige Silizium-Schicht 5 weist eine Kristallstruktur auf, welche überwiegend aus feinkörnigen Kristalliten besteht. Die Kristallite der feinkörnigen Silizium-Schicht 5 weisen insbesondere einen Äquivalenzdurchmesser von maximal 5 mm, insbesondere maximal 3 mm, insbesondere maximal 2 mm, insbesondere maximal 1 mm auf. Sie weisen ein Aspektverhältnis von höchstens 3 zu 1 auf. Es handelt sich insbesondere nicht um sogenannte Dendriten.
  • In einem Bereich oberhalb der feinkörnigen Silizium-Schicht 5 in der Kokille 2 liegt das flüssige Silizium 6 zunächst als Silizium-Schmelze 3 vor. Die Silizium-Schmelze 3 wird zur Herstellung des Silizium-Ingots 1 ausgehend von der feinkörnigen Silizium-Schicht 5 gerichtet erstarrt. Die Erstarrung der Silizium-Schmelze 3 erfolgt gleichgewichtsnah. Die Silizium-Schmelze 3 wird hierfür insbesondere langsam abgekühlt. Die Kühlungsrate beträgt insbesondere höchstens 1 K/min, insbesondere höchstens 0,1 K/min. Es bildet sich ein Kristallisationsbereich 8 zwischen der feinkörnigen Silizium-Schicht 5 und der noch flüssigen Silizium-Schmelze 3. Der Kristallisationsbereich 8 bildet eine Kornselektionszone. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, das Temperaturfeld in der Kokille 2 derart zu steuern, dass in der Kornselektionszone ein möglichst geringer Temperaturgradient ∇T2 herrscht, um das gleichgewichtsnahe Wachstum zu ermöglichen. Der Temperaturgradient ∇T2 in der Kornselektionszone 8 beträgt insbesondere höchstens 15 K/cm, insbesondere höchstens 5 K/cm, insbesondere höchstens 1 K/cm.
  • Die Siliziumschmelze 3 oberhalb des Kristallisationsbereichs 8 wird während des Erstarrungsvorgangs auf einer Temperatur T3 gehalten, welche knapp oberhalb der Schmelztemperatur von Silizium liegt. Die Temperatur T3 beträgt insbesondere höchstens 1500 °C, insbesondere höchstens 1450 °C.
  • Bei den bislang bekannten Verfahren zur Herstellung von Silizium-Ingots ist die Kornzahl über die gesamte Höhe des Ingots im Wesentlichen konstant.
  • Erfindungsgemäß wurde gefunden, dass sich durch das gleichgewichtsnahe Erstarren der Silizium-Schmelze 3 auf der feinkörnigen Silizium-Schicht 5 Silizium-Ingots 1 mit einem besonders vorteilhaften Kristallgefüge herstellen lassen. Die derartig hergestellten Silizium-Ingots 1 weisen eine Kornzahl auf, welche von einem an einen Boden 9 des Silizium-Ingots 1 angrenzenden Bereich zu einem an eine Kappe 10 des Silizium-Ingots 1 angrenzenden Bereich hin abnimmt (s. 3; Kurven K). Die Kornzahl des Silizium-Ingots 1 nimmt vom Boden 9 zur Kappe 10 hin insbesondere um mindestens 20%, insbesondere um mindestens 30%, insbesondere um mindestens 50% ab.
  • Besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, dass ein Defektanteil im erfindungsgemäß hergestellten Silizium-Ingot 1 ab einer bestimmten Höhe h0 im Wesentlichen konstant ist. Die Höhe h0 liegt im Bereich von 1 cm bis 10 cm oberhalb der feinkörnigen Silizium-Schicht 5.
  • Während bei den bislang bekannten Verfahren zur Herstellung von Silizium-Ingots der Defektanteil mit zunehmender Höhe im Wesentlichen monoton, insbesondere weitestgehend linear zunimmt (s. 3; Kurven D), was dazu führt, dass die entsprechend hergestellten Ingots ab einer bestimmten Höhe einen zu hohen Defektanteil aufweisen und daher nur mit einer begrenzten Maximalhöhe hergestellt werden können, fällt diese Begrenzung bei den erfindungsgemäß hergestellten Silizium-Ingots 1 weg. Bei den erfindungsgemäßen Ingots 1 ist der Defektanteil ab einer bestimmten Höhe H0 im Wesentlichen konstant. Daher ist es mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, Silizium-Ingots 1 mit prinzipiell beliebiger Höhe herzustellen. Es ist insbesondere möglich, Silizium-Ingots 1 mit einer Höhe von mindestens 50 cm, insbesondere mindestens 75 cm, insbesondere mindestens 100 cm herzustellen. Dies ist besonders effizient und wirtschaftlich, insbesondere, da der prozessbedingt stets anfallende Boden 9, welcher später entfernt werden muss, nur einmal anfällt. Durch Silizium-Ingots 1 mit größerer Höhe lässt sich somit die Gesamtausbeute verbessern.
  • Im Folgenden werden weitere Details und Alternativen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.
  • Beispielsweise ist es möglich, anstelle einer einzelnen Silizium-Platte 4 mehrere flache Silizium-Stücke am Boden der Kokille 2 vorzulegen. Hierbei kann der Boden der Kokille 2, insbesondere mit flachen Siliziumstücken vollständig ausgelegt, parkettiert werden. Des Weiteren kann vorgesehen sein, zur Rascherstarrung des flüssigen Siliziums 6 feste Silizium-Stücke auf der oder den Silizium-Platten 4 in der Kokille 2 anzuordnen und von oben nach unten aufzuschmelzen. Hierbei tropft das flüssige Silizium 6, welches sich beim Aufschmelzen der festen Siliziumstücke bildet, auf die Silizium-Platte 4, wobei wiederum durch Rascherstarrung die feinkörnige Silizium-Schicht 5 gebildet wird.
  • Anstelle der Silizium-Platte 4 kann als Substrat auch eine Schicht feinen Silizium-Rohstoffs dienen. Die Schicht hat insbesondere eine Höhe im Bereich von 1 bis 5 cm. Auf die Schicht kann, wie vorhergehend beschrieben, flüssiges Silizium 6, welches in einem separaten Tiegel 7 aufgeschmolzen wurde, gefüllt werden, oder feste Siliziumstücke angeordnet und von oben nach unten aufgeschmolzen werden. Das Feinkorn am Boden der Kokille 2 kann hierbei ebenfalls von oben angeschmolzen werden. In diesem Moment wird die Kristallisation eingeleitet. Durch Rascherstarrung entsteht wiederum des nicht vollständig aufgeschmolzenen Feinkorns am Boden der Kokille 2 die feinkörnige Silizium-Schicht 5.
  • Weiterhin ist es möglich, zunächst lediglich die feinkörnige Silizium-Schicht 5, wie vorhergehend beschrieben, herzustellen. Die Silizium-Schicht 5 kann dann in eine separate Kokille 2 eingelegt werden. Sie dient dann als Keimschicht für eine zu erstarrende Silizium-Schmelze 3, welche in der Kokille 2 in Kontakt mit der feinkörnigen Silizium-Schicht 5 angeordnet wird. Die Silizium-Schmelze 3 kann hierbei wiederum in einem separaten Tiegel 7 hergestellt werden. Sie kann auch durch Aufschmelzen von stückigem Silizium in der Kokille 2 erzeugt werden.
  • Weiterhin ist es möglich, zunächst die feinkörnige Silizium-Schicht 5, wie vorhergehend beschrieben, herzustellen, jedoch in derselben Kokille 2, in welcher sie hergestellt wurde, zu belassen. Die Kokille 2 kann daraufhin in einem separaten, weiteren Prozessschritt mit stückigem Silizium befüllt und in eine andere Bridgman-artige Kristallisationsanlage eingebaut werden. Die feinkörnige Silizium-Schicht 5 kann somit in derselben Kokille 2 erzeugt werden, in welcher die Silizium-Schmelze 3 zur Herstellung des Silizium-Ingots 1 erstarrt wird. Die feinkörnige Silizium-Schicht 5 kann auch in einem anderen Behälter erzeugt werden, als dem, in welchem die Silizium-Schmelze 3 zur Herstellung des Silizium-Ingots 1 erstarrt wird.
  • Außerdem ist es möglich, dass der Boden der Kokille 2 selbst als Substrat zur Rascherstarrung des flüssigen Siliziums 6 dient. Gemäß dieser Ausführungsform ist vorgesehen, lediglich ein geringes Volumen an flüssigem Silizium 6 zur Herstellung der feinkörnigen Silizium-Schicht 5 in die Kokille 2 einzufüllen. Das Volumen des flüssigen Siliziums 6 ist insbesondere so bemessen, dass sich eine Schicht mit einer Höhe von maximal 5 cm, insbesondere maximal 3 cm in der Kokille 2 bildet. Das Volumen des flüssigen Siliziums 6 hat somit eine vergleichsweise geringe Wärmekapazität. Daher ist es möglich, dass der Boden der Kokille 2 selbst als Substrat zur Rascherstarrung des flüssigen Siliziums 6 dient. Er wird hierfür entsprechend gekühlt. Die Temperatur des Bodens der Kokille 2 hat insbesondere beim Einfüllen des flüssigen Siliziums 6 eine Temperatur von weniger als 1200 °C, insbesondere weniger als 1100 °C, insbesondere weniger als 1000 °C. Auf das Einlegen einer separaten Silizium-Platte 4 kann bei diesem Ausführungsbeispiel verzichtet werden.
  • Bei allen vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist es möglich, anstelle der Silizium-Platte 4 eine oder mehrere Platten aus einem anderen Material als Substrat zu verwenden. Das Substrat ist allgemein zumindest teilweise aus einem Material ausgewählt aus der Gruppe von Silizium, Siliziumkarbid, Siliziumnitrid und Graphit.
  • 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
    • EP 0218088 B1 [0002]
    • DE 102005013410 A1 [0021, 0025]

Claims (17)

  1. Verfahren zur Herstellung von Silizium-Ingots (1), umfassend die folgenden Schritte: – Bereitstellen eines Behälters (2) zur Aufnahme einer Si-Schmelze (3), – Anordnen einer feinkörnigen Silizium-Schicht (5) im Behälter (2), – Anordnen einer Silizium-Schmelze (3) im Behälter (2) in Kontakt mit der feinkörnigen Silizium-Schicht (5), – Gerichtetes Erstarren der Silizium-Schmelze (3) ausgehend von der feinkörnigen Silizium-Schicht (5).
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgenden Schritt: Erzeugen der feinkörnigen Silizium-Schicht (5).
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen der feinkörnigen Silizium-Schicht (5) flüssiges Silizium rascherstarrt wird.
  4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen der feinkörnigen Silizium-Schicht (5) flüssiges Silizium in Kontakt mit einem Substrat mit einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur von Silizium gebracht wird.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe von einer oder mehreren Platten (4), einer Lage aus Feinkorn und einem Boden (9) des Behälters.
  6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Substrat eine Schicht aus einem feinkörnigen Rohstoff mit einer mittleren Korngröße im Bereich von 0,1 mm bis 3 mm dient, welche direkt auf einem Boden (9) des Behälters (2) vorgelegt wird und insbesondere eine Dicke im Bereich von 1 cm bis 5 cm aufweist.
  7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat beim Inkontakt-Bringen mit dem flüssigen Silizium eine Temperatur von höchstens 1200 °C, insbesondere höchstens 1100 °C, insbesondere höchstens 1000 °C aufweist.
  8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat zumindest teilweise aus einem Material besteht ausgewählt aus der Gruppe von Silizium, Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Graphit.
  9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die feinkörnige Silizium-Schicht (5) im selben Behälter (2) erzeugt wird, in welchem die Silizium-Schmelze (3) erstarrt wird.
  10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die feinkörnige Silizium-Schicht (5) in einem anderen Behälter (2) erzeugt wird, als dem, in welchem die Silizium-Schmelze (3) erstarrt wird.
  11. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im Bereich der feinkörnigen Silizium-Schicht (5) während des Erstarrens der Silizium-Schmelze (3) auf einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur von Silizium gehalten wird.
  12. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erstarren der Silizium-Schmelze (3) gleichgewichtsnah erfolgt.
  13. Silizium-Ingot (1) hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
  14. Silizium-Ingot (1) gemäß Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Kornzahl, welche von einem Boden (9) zu einer Kappe (10) des Ingots hin abnimmt.
  15. Silizium-Ingot (1) gemäß Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Kornzahl vom Boden (9) zur Kappe (10) um mindestens 20%, insbesondere mindestens 30% abnimmt.
  16. Silizium-Ingot (1) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Defektanteil ab einer bestimmten Höhe (h0) konstant ist.
  17. Silizium-Ingot (1) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16, gekennzeichnet durch eine Höhe von mindestens 50 cm, insbesondere mindestens 75 cm, insbesondere mindest 100 cm.
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