Züchtung von multi-kristallinem Silizium unter optimierten Strömungsbedingungen (T01)

• Subject Area: Fluid Mechanics ; Electronic Semiconductors, Components and Circuits, Integrated Systems, Sensor Technology, Theoretical Electrical Engineering
• Term: from 2011 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5485123

Das Projekt beinhaltet die wissenschaftliche Untersuchung und technologische Weiterentwicklung der Züchtung von multikristallinen Silizium-Blöcken mit dem Ziel der Erhöhung der Kristallqualität und Prozessausbeute. Im Fokus steht dabei die Entwicklung von Methoden für eine Kristallisation unter optimalen Strömungsbedingungen im industriellen Maßstab. Den Hintergrund für diese Zielstellung bilden die Probleme, die sich in kommerziellen Züchtungsanlagen z.B. aufgrund von asymmetrischen Temperaturfeldern und einer unzureichenden Durchmischung der Schmelze ergeben. Die Strö-mungsoptimierung soll durch die Übertragung des im SFB 609 erarbeiteten Konzeptes zur Beeinflus-sung von Schmelzen mittels zeitmodulierter Magnetfelder auf die Si-Kristallzüchtung erreicht werden. Dabei werden nur Varianten untersucht, die kein externes Spulensystem erfordern, sondern sich allein durch die Modifizierung der Heizergeometrie bzw. der elektrotechnischen Parameter in vorhandenen Züchtungsanlagen realisieren lassen. Das Forschungsvorhaben ist als Kooperationsprojekt zwischen dem Institut für NE-Metallurgie und Reinststoffe der TU Bergakademie Freiberg, dem Institut für Sicherheitsforschung des Forschungs-zentrums Dresden-Rossendorf und der Firma Q-Cells SE konzipiert. Die Erfolgsaussichten für das Projekt ergeben sich unter anderem aus der langjährigen, effektiven Zusammenarbeit der beteiligten Institute im Rahmen des SFB 609 auf dem Gebiet der Kristallzüchtung unter dem Einfluss maßge-schneiderter Magnetfelder einschließlich numerischer Simulation und Strömungsmesstechnik. Die Aufgabenstellung wurde gemeinsam mit dem Industriepartner erarbeitet, der sich außerdem mit eige-nen Kapazitäten an dem Projekt beteiligt. Daraus resultiert ein hohes Interesse an den Ergebnissen der Arbeiten, die im Erfolgsfall unmittelbar in die prototypische Weiterentwicklung von industriellen-Züchtungsanlagen und -prozessen einfließen werden.

• DFG Programme: Collaborative Research Centres (Transfer Project)
• Subproject of: SFB 609: Electromagnetic Flow Control in Metallurgy, Crystal Growth and Electro Chemistry
• Applicant Institution: Technische Universität Dresden
• Co-Applicant Institution: Technische Universität Bergakademie Freiberg
• Business and Industry: Hanwha Q CELLS GmbH; OT Thalheim
• Project Heads: Dr. Gunter Gerbeth; Dr. Olf Pätzold; Professor Dr. Michael Stelter