Thermisches Prozessieren von dünnen, freitragenden, flächig ausgedehnten Siliziumfilmen (Akronym: ExSilon)

• Applicants: Dr. Thomas Kunz; Professor Dr.-Ing. Michael Schmidt
• Subject Area: Synthesis and Properties of Functional Materials
• Term: from 2009 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 101762702

Monokristalline Siliziumsubstrate sind die Basis vielfältiger Halbleiterbauelemente. Ihre herkömmliche Herstellung aus einem Massivkristall mittels Sägen und Polieren hat große Nachteile. So müssen z.B. zur Herstellung eines Photovoltaikmoduls viele Einzelscheiben prozessiert und miteinander verdrahtet werden. Die Scheiben sind deutlich dicker als die Anwendung dies erfordert, so dass der Verbrauch an hochreinem (und damit teurem) Silizium unnötig hoch ist. Im beantragten Projekt soll deshalb ein neuartiges Konzept zur Herstellung eines großflächig ausgedehnten, freitragenden Siliziumsubstrats, das gerade die für die Anwendung notwendige Dicke (d.h. d ( 50 μm) aufweist, untersucht werden. Aufgrund der dadurch erreichten Flexibilität ist das Substrat potentiell für eine hocheffiziente Rolle zu Rolle Verarbeitung geeignet. Neben der Photovoltaik sind noch andere Anwendungen, wie z.B. großflächige Röntgendetektoren, naheliegend. Das Projekt wird sich auf Schlüsselschritte des Konzepts konzentrieren. Hierzu gehören das Fügen dünner monokristalliner Siliziumfolien mittels Laser und das epitaktische Schichtwachstum auf diesen Folien. Thermomechanische Simulationen sollen eine solide Basis für die experimentellen Untersuchungen schaffen. Einige der Folien werden zu Testsolarzellen weiterverarbeitet, um beispielhaft das Anwendungspotential zu demonstrieren.

• DFG Programme: Research Grants