Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung von speziellen Kühlschmierstoffen und Reinigungschemikalien für den Herstellungsprozess von PV-Si-Wafern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Petrofer Chemie H.R. Fischer GmbH & Co. KG durchgeführt. Das Ziel des Projektes ist die Weiterentwicklung des Drahttrennsägeprozesses mit gebundenem Korn. Dies geschieht im Hinblick auf die resultierende Waferqualität, die erreichbare Waferausbeute, die Fertigungskosten, die Prozessstabilität und umweltschonende Prozessbedingungen. Dabei haben die Prozesshilfsstoffe, wie die Kühlschmierstoffe und die Reiniger einen wichtigen Einfluss auf die Qualität und die Ausbeute an Wafern. Ein Kühlschmierstoff mit guter Netz- und Spülwirkung kann dazu beitragen, die Oberflächengüte der Wafer zu steigen. Durch eine besondere Sauberkeit im Schneidspalt kann die Bruchrate signifikant reduziert und nachgelagerte Prozessschritte deutlich vereinfacht werden. Da die Tensid- und Builderauswahl sowohl beim Kühlschmierstoff als auch beim Reiniger eine wesentliche Rolle spielen, sollen die physikalisch-chemischen Eigenschaften unterschiedlicher Tenside und Builder genauer untersucht werden. Die Stabilität der jeweiligen Tenside während des Sägeprozesses spielt dabei eine wesentliche Rolle. Des Weiteren soll einen Reiniger für die nachgelagerten Reinigungsschritte entwickelt werden. Dabei spielt nicht nur die Entfernung des Restkerfs eine Rolle, sondern auch die Beseitigung von metallischen und organischen Verunreinigungen. Ebenso stellen organische Verunreinigungen an der Waferoberfläche Probleme bei der Weiterverarbeitung dar. Hierzu soll ein Kühlschmierstoff mit hoher Netz- und Spülleistung entwickelt werden. Um dies zu realisieren, müssen folgende Punkte genauer untersucht werden: - Stabilität der Tenside - Einstellung des Agglomerationsverhalten - Inhibierung von Mikroorganismen Für die Entwicklung des Reinigers müssen die folgenden Fragestellungen näher betrachtet werden: - Leistung der Restschmutzentfernung - Entfernung von metallischen und organischen Verunreinigungen - Verwendung als Konditionierungsmedium.
Das Projekt "Teilvorhaben: Analyse und Optimierung der Trenn- und Reinigungsprozesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Center für Silizium Photovoltaik CSP durchgeführt. Das Vorhaben befasst sich mit der Herstellung kostengünstiger Silizium-Substratmaterialien für Hochleistungs-PERC-Solarzellen. Im Teilprojekt 1 (Kristallisation) wird das Quasimono-II-Verfahren weiterentwickelt. Ein Schwerpunkt liegt auf dem Wachstum versetzungsarmer Einkristalle. Ein weiterer ist die PV-spezifische Entwicklung des Czochralski-Verfahrens. In grundlegenden Untersuchungen sollen PV-relevante Defekte charakterisiert werden. Im Teilprojekt 2 (Trennprozess) steht die Diamantsägetechnologie mit Drähten unter 100 mym Kerndurchmesser im Fokus. Ein Kühlschmierstoff wird entwickelt und es erfolgen Untersuchungen zum Sägeschaden, zum Si-Abtragsverhalten sowie zu den Drahteigenschaften. Der Trennprozess selbst sowie vor- und nachgelagerte Prozessschritte werden untersucht.
Das Projekt "Teilvorhaben: Erarbeitung der Grundlagen für einen schädigungsarmen Säge- und Vereinzelungsprozess für Quasi-Mono-Silizium (II)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik durchgeführt. Das Vorhaben befasst sich mit der Herstellung kostengünstiger Silizium-Substratmaterialien für Hochleistungs-PERC-Solarzellen. Im Teilprojekt 1 (Kristallisation) wird das Quasimono-II-Verfahren weiterentwickelt. Ein Schwerpunkt liegt auf dem Wachstum versetzungsarmer Einkristalle. Ein weiterer ist die PV-spezifische Entwicklung des Czochralski-Verfahrens. In grundlegenden Untersuchungen sollen PV-relevante Defekte charakterisiert werden. Im Teilprojekt 2 (Trennprozess) steht die Diamantsägetechnologie mit Drähten unter 100 mym Kerndurchmesser im Fokus. Ein Kühlschmierstoff wird entwickelt und es erfolgen Untersuchungen zum Sägeschaden, zum Si-Abtragsverhalten sowie zu den Drahteigenschaften. Der Trennprozess selbst sowie vor- und nachgelagerte Prozessschritte werden untersucht.
Das Projekt "Teilprojekt 5: Erforschung und Bewertung innovativer Waferingtechnologien für die industrielle Solarzellen- und Modulfertigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hanwha Q CELLS GmbH durchgeführt. Beim Diamantdrahtsägen handelt es sich um ein innovatives Sägeverfahren, durch das eine Kostenreduktion in der Waferherstellung möglich scheint. Hierbei wird gegenüber dem herkömmlich slurry-basierten Sägeprozess, der Sägedraht, sowie das eingesetzte Kühlmittel verändert. Dies bewirkt bei den gefertigten Wafern zum Einen eine geänderte Oberflächenmorphologie und Kristallschädigung, zum Anderen ist auch eine Änderung in der Oberflächenverunreinigung zu erwarten. Die veränderte Oberflächenstruktur, beinhaltet gewisse Nachteile (z.B. periodische Sägerillen, verringerte Stabilität) hat, aber evtl. auch Potentiale (geringere Kontamination der Oberfläche). Gerade für zukünftige Hocheffizienzkonzepte (PERT sowie PERC) könnte es von Vorteil sein, die positiven Aspekte zu nutzen, um die Wirkungsgrade noch weiter zu erhöhen und die Kosten zu senken. Die sehr neuartige Technik des Wafersplittens könnte zukünftig zusätzlich zu den oben genannten Vorteilen weiter die Kosten senken und den Wirkungsgrad erhöhen. So spart man durch das Wafersplitten zunächst ca. 25Prozent des Siliziums und der Kristallisationskosten ein. Ein weiterer für die Zellprozessierung interessanter Aspekt ist die Tatsache, dass nach dem Spalten der Wafer zunächst eine atomar saubere Oberfläche vorliegt, was für die dielektrische Passivierung ein Vorteil sein könnte. Im Rahmen des Projektes wird angestrebt, die industrielle Einsetzbarkeit von diamantdrahtgesägten, sowie gesplitteten Wafern in der Solarzellenfertigung zu erforschen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Weiterentwicklung der Quasimono-Technologie; Weiterentwicklung der Waferherstellung aus quasimono Material durch Trennschleifen mit gebundenem Korn'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SolarWorld Innovations GmbH durchgeführt. Das Vorhaben gliedert sich in Teilprojekt 1 Kristallisation und Teilprojekt 2 Wafering. Im Teilprojekt 1 soll das Quasimono-I-Verfahren zum Quasimono-II-Verfahren weiterentwickelt werden. Die technologische Hauptaufgabe dabei ist, auf die Kokille zu verzichten. Die Kokille und deren Beschichtung sind Quelle von Verunreinigungen und störende Fremdkeimbildner. Für den Quasimono-II-Prozess ist die Neuentwicklung einer Kristallisationsanlage erforderlich. Ein entsprechender Demonstrator soll entwickelt und gebaut werden. Im Teilprojekt 2 ist auf einem im Förderprojekt ENOWA entstandenen Diamantdrahtsäge-Demonstrator die Entwicklung einer Technologie unter Verwendung von Drähten mit Kerndurchmessern =100 Mikro m geplant. Das Ziel ist, hohe Waferqualität mit geringsten Kosten und höchstmöglicher Produktivität zu kombinieren. Die Waferreinigung wird mit dem Fokus auf Organik und Partikel weiter entwickelt. Die kostenbestimmenden Hilfsstoffe Sägedraht und Coolant sollen speziell für die Technologie angepasst werden. - Quasimono-I-Technologie mit Tiegel - Tiegelfreie Quasimono-Technologie (Quasimono-II) - Modellierung des Kristallisationsprozesses für die Entwicklung der Quasimono-II-Technologie - Weiterentwicklung des hocheffizienten Trennprozesses mit gebundenem Korn - Integrale Weiterentwicklung der vor- und nachgelagerten Technologiekette - Technologiezusammenführung.
Das Projekt "Teilprojekt 3: Abfallfreies Wafering und alternative Zellprozesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SILTECTRA GmbH durchgeführt. Innerhalb des DiaCell-Projektes will die SILTECTRA ihre Technologie der abfallfreien Waferherstellung grundlegend weiter erforschen und auf dem innovativen Material der diamantdrahtgesägten Wafer anwenden. Ein wesentlicher Aspekt des Projektes wird es sein, die einzigartigen Möglichkeiten der Technologie auf vorprozessierte Photovoltaik-Zellen anzuwenden. Dies könnte entscheidende Impulse für Kosteneinsparungen bei hoch effizienten Solarzellen über günstigere Fertigungsprozesse geben. Insgesamt versprechen wir uns von diesem Projekt entscheidende Fortschritte auf dem Weg zur Absenkung der Kosten in der PV-Industrie. Dies wird einhergehen mit einer deutlich gestiegenen Materialeffizienz und da die Herstellung der Materialien sehr energieaufwendig ist, wird dies auch die Energieeffizienz nachhaltig verbessern. Für das neue Verfahren Diamantdrahtsägen muss grundlegend nachgewiesen werden, dass alle Prozessvariablen bekannt sind und ihre Relevanz in Bezug auf Ausbeute, Bruchfestigkeit und Dickenvariation abgeschätzt werden. Dies wird durch statistische Experimente möglich, mit denen Prozess-Arbeitspunkte erforscht werden. Für diese Arbeiten werden zwei neue zukunftsfähige Arbeitsplätze geschaffen. Die aus diesen Arbeiten gewonnenen Erkenntnisse werden später auf teilprozessierte Solarzellen angewandt. Mit den Projektpartnern werden dafür Prozesspunkte identifiziert, an denen das abfallfreie Wafering neben der reinen Materialeinsparung weitere Vorteile in der Herstellung bietet.
Das Projekt "Teilvorhaben: Evaluierung von Hilfs- und Betriebsstoffen sowie Untersuchungen des Reinigungsprozesses" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Das Vorhaben befasst sich mit der Herstellung kostengünstiger Silizium-Substratmaterialien für Hochleistungs-PERC-Solarzellen. Im Teilprojekt 1 (Kristallisation) wird das Quasimono-II-Verfahren weiterentwickelt. Ein Schwerpunkt liegt auf dem Wachstum versetzungsarmer Einkristalle. Ein weiterer ist die PV-spezifische Entwicklung des Czochralski-Verfahrens. In grundlegenden Untersuchungen sollen PV-relevante Defekte charakterisiert werden. Im Teilprojekt 2 (Trennprozess) steht die Diamantsägetechnologie mit Drähten unter 100 mym Kerndurchmesser im Fokus. Ein Kühlschmierstoff wird entwickelt und es erfolgen Untersuchungen zum Sägeschaden, zum Si-Abtragsverhalten sowie zu den Drahteigenschaften. Der Trennprozess selbst sowie vor- und nachgelagerte Prozessschritte werden untersucht.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Werkstoffmechanische Charakterisierung von Materialien und Technologien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Center für Silizium Photovoltaik CSP durchgeführt. Um die Kosten in der Wertschöpfungskette der Photovoltaik zu senken, sind innovative Technologien notwendig. In diesem Projekt wird das Diamantdrahtsägen, eine Weiterentwicklung des bisherigen Drahtsägeprozesses, zur Herstellung von Wafern genutzt. Das Verfahren selbst hat großes Potential zur Kostensenkung in der Waferherstellung. Allerdings sind die Wafereigenschaften in verschiedenen Aspekten zu den bisherigen Wafern verschieden, so dass es in der nachfolgenden Zell- und Modulfertigung zu Problemen kommen kann, welche bisher nur unzureichend untersucht wurden. Daher müssen diese Probleme identifiziert und untersucht werden. Es werden, zusammen mit verschiedenen Partnern in der Region, diamantdrahtgesägte Wafer von der Waferherstellung bis zum fertigen PV-Modul untersucht und dadurch entstehende Schwachstellen in den Fertigungsprozessen herausgearbeitet. Der Projektpartner Hanwha Q Cells bietet dabei die Möglichkeiten verschiedener Zellprozesse, um die Kostenvorteile der Waferherstellung mit neuen Zellkonzepten zu verbinden. Die Auswirkungen der neuen Substrate auf die Ausbeute in den Zellprozessen sind dabei ein wesentlicher Schwerpunkt der Forschungsarbeiten. Zusammen mit interdisziplinär arbeitenden Partnern (Siltectra und Bubbles and Beyond) werden weitergehende Entwicklungen im Diamantdrahtsägen und der Waferherstellung verfolgt, welche jeweils, auch zusammen mit ITS Halle Cell, bis zum Modul weiterverarbeitet werden, um die Vor- und Nachteile gebenüber der gesamten Wertschöpfungskette zu reflektieren.
Das Projekt "Teilvorhaben: Weiterentwicklung der Technologie zur Herstellung von Quasimono-Siliciumkristallen für die Anwendung in der Photovoltaik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie durchgeführt. Das Vorhaben befasst sich mit der Herstellung kostengünstiger Silizium-Substratmaterialien für Hochleistungs-PERC-Solarzellen. Im Teilprojekt 1 (Kristallisation) wird das Quasimono-II-Verfahren weiterentwickelt. Ein Schwerpunkt liegt auf dem Wachstum versetzungsarmer Einkristalle. Ein weiterer ist die PV-spezifische Entwicklung des Czochralski-Verfahrens. In grundlegenden Untersuchungen sollen PV-relevante Defekte charakterisiert werden. Im Teilprojekt 2 (Trennprozess) steht die Diamantsägetechnologie mit Drähten unter 100 mym Kerndurchmesser im Fokus. Ein Kühlschmierstoff wird entwickelt und es erfolgen Untersuchungen zum Sägeschaden, zum Si-Abtragsverhalten sowie zu den Drahteigenschaften. Der Trennprozess selbst sowie vor- und nachgelagerte Prozessschritte werden untersucht.
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