Über eine Million Wafer pro Jahr für Solar- und Fotovoltaik-BrancheDas Fraunhofer-Centrum für Silizium Photovoltaik CSP hat kurz vor Jahresende seine neue Kristallisationsanlage zur Herstellung multikristalliner Siliziumblöcke für Solarwafer in Betrieb genommen. Die Anlage vom Typ MultiCrystallizer wurde von der PVA TePla AG geliefert, einem der weltweit führenden Hersteller von Kristallzuchtanlagen für die Halbleiter- und Fotovoltaik Industrie, teilt das Forschungszentrum mit. Die Kristallisationsanlage ermöglicht Unternehmen aus der Solar- und Fotovoltaik Branche die Produktion von Silizium-Blöcken für über eine Million Wafer pro Jahr.
Mit der Entnahme des ersten Siliziumblocks habe das CSP einen weiteren Meilenstein auf dem Weg zum führenden Forschungszentrum für Kristallisation und Materialanalyse von Solarsilizium in Halle erreicht: Das CSP wird mit der hochentwickelten Kristallisationsanlage Multicrystallizer neue Erstarrungsprozesse für Solarsilizium entwickeln und diese praxisnahe Forschungsdienstleistung auch Industrieunternehmen anbieten.
„Wir sind jetzt in der Lage, im industriegerechten Maßstab die Kristallisationsprozesse zu optimieren sowie neuartiges Siliziummaterial selbst zu verarbeiten“ freut sich Jörg Bagdahn, geschäftsführender Leiter des CSP in Halle. Dabei nutzen die Fraunhofer-Institute für Werkstoffmechanik IWM und Solare Energiesysteme ISE ihre Synergien: „In Zusammenarbeit mit der Zellverarbeitung am Fraunhofer ISE in Freiburg kann das Material direkt zu Solarzellen weiterverarbeitet werden“, ergänzt Professor Gerhard Willeke, stellvertretender Leiter des Fraunhofer CSP und Koordinator Fotovoltaik am ISE.
Das CSP hat die Nase vorn: Der aktuelle Weltmarktbedarf für Anlagen dieser Art wird von der PVA TePla auf mehrere Hundert pro Jahr geschätzt. „Die Zusammenarbeit mit dem CSP ist für unser Unternehmen von besonderer Bedeutung und bestätigt die Spitzentechnologie unserer Anlagentechnik“, so Peter Abel, Vorstandsvorsitzender der PVA TePla AG. „Sollte es den Wissenschaftlern gelingen, neuartiges Silizium in unseren Anlagen so zu behandeln und umzuschmelzen, dass es direkt zu Solarwafern verarbeitet werden kann, wird sich der Bedarf an unseren Anlagen noch weiter verstärken“, so Abel weiter. Die Nutzbarmachung von diesen Materialien kann zu einem schnelleren Ausbau der Fotovoltaik führen.
Der MultiCrystallizer ist eine neue VGF Anlage (Vertikcale-Gradient-Freeze-Process) aus dem Geschäftsbereich Kristallzucht-Anlagen der PVA TePLa, die vollständig auf die Bedürfnisse und Anforderungen der Solar-Wafer-Hersteller zugeschnitten ist. Sie stellt Siliziumblöcke mit einem Gesamtgewicht von bis zu 450 Kilogramm her. Hochreines Silizium wird bei einer Temperatur von bis zu 1.500°C in einem Keramiktiegel geschmolzen und anschließend in einem durch drei Heizzonen geregelten vertikalen Temperaturfeld gerichtet erstarrt. Die Anlage bietet aufgrund ihrer hohen Flexibilität in unterschiedlichen Prozessführungen optimale Voraussetzungen für eine produktionsnahe Material- und Prozessentwicklung.
Im Center für Silizium Photovoltaik CSP in Halle arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE und für Werkstoffmechanik IWM gemeinsam daran, die Prozesse bei der Herstellung von Siliziumkristallen und Solarmodulen zu verbessern. In dem weltweit einmaligen Kristallisations- und Materialanalysezentrum kooperieren sie mit Industriepartnern, der Martin-Luther-Universität und dem Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik vor Ort. Ihr gemeinsames Ziel ist: Die kristalline Siliziumfotovoltaik soll leistungsfähiger und kostengünstiger werden. Hier gelte es, die in diesen Bereichen vorhandenen Kostenreduktionspotenziale durch Verwendung neuer, leistungsfähigerer Materialien und Technologien konsequent auszunutzen, so die Forscher/innen.
Quelle: Fraunhofer- Institut für Solare Energiesysteme ISE