Numerische Simulation und Optimierung der gerichteten Erstarrung von multikristallinem Silicium für die Photovoltaik

Hochschulschrift

Zusammenfassung: Die Dissertation beschäftigt sich mit der numerischen Simulation, sowie der experimentellen Umsetzung der Kristallisation von multikristallinem Silicium für die Photovoltaik. Es wurde eine numerische Simulationsumgebung zusammengestellt und für die betrachtete Kristallisationsanlage mittels Abgleich mit Experimenten in Bezug auf Temperaturfelder, Kristallisationsgeschwindigkeiten und die Form der Phasengrenze verifiziert. Die Simulationsumgebung umfasst dabei die fluiddynamischen und chemischen Prozesse in der gesamten Anlage. Angewendet wurde diese im Wesentlichen bei der Untersuchung des Einflusses der Argonzufuhr während der Kristallisation auf die Materialqualität des kristallisierten Siliciums. Hierbei wurden der Einfluss der zugeführten Argonmenge, sowie das Design des Argon Gasverteilungssystems sowohl simulatorisch als auch experimentell untersucht. In Bezug auf den Einfluss der Argonmenge auf die Materialqualität des Siliciums konnten zwei gegenläufige Tendenzen identifiziert werden: Eine Erhöhung der Argonmenge wirkt sich positiv auf die Kohlenstoffmonoxidkonzentration oberhalb der Schmelzoberfläche und somit auf den Eintrag und Einbau von Kohlenstoff in das Silicium aus. Gegenläufig zeigte sich jedoch mit höherer Argonmenge eine schnellere Zersetzung der Tiegelbeschichtung, die zu einem Versagen dieser führen kann. Bei beiden Effekten zeigte sich eine sehr gute Übereinstimmung zwischen Simulation und Experiment und es konnte eine für die Materialqualität des Siliciums optimale, mittlere Argonmenge für das verwendete System bestimmt werden.

Angaben zum Objekt

• Standort: Deutsche Nationalbibliothek Frankfurt am Main
• Umfang: Online-Ressource
• Sprache: Deutsch
• Anmerkungen: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Dissertation, 2016

Klassifikation und Themen

• Klassifikation: Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
• Schlagwort: Silicium ; Fotovoltaik ; Kristallisation ; Silicium ; Simulation ; Fotovoltaik

Beteiligte, Orts- und Zeitangaben

• Ereignis: Veröffentlichung
• (wo): Freiburg
• (wer): Universität
• (wann): 2016
• Urheber: Schmid, Claudia Carla
• Beteiligte Personen und Organisationen: Cröll, Arne ; Dold, Peter ; Hillebrecht, Harald

Weitere Informationen

• DOI: 10.6094/UNIFR/10858
• URN: urn:nbn:de:bsz:25-freidok-108585
• Rechteinformation: Der Zugriff auf das Objekt ist unbeschränkt möglich.
• Letzte Aktualisierung: 25.03.2025, 13:53 MEZ