Experimente im Weltraum sollen Solarzellen verbessern

Erlangen - Um den Partikeleinbau bei der Züchtung von Siliziumkristallen für die Photovoltaik besser zu verstehen, bereiten Forscher vom Fraunhofer IISB in Erlangen gerade das Weltraumexperiment ParSiWal vor. Das Experiment soll klären, wie die für die Materialeigenschaften nachteiligen Siliziumkarbid-Partikel bei der Kristallisation in den Siliziumkristall eingebaut werden. Das Experiment wird 2013 auf der deutschen Forschungsrakete TEXUS 51 stattfinden.

Vermeidung von SiC-Partikeln

Bei der industriellen Produktion von multikristallinen Siliziumblöcken für die Photovoltaik spielen Partikel in Form von Siliziumkarbid (SiC) eine große Rolle. Diese sind aufgrund ihrer gegenüber Silizium größeren Härte problematisch für die anschließende mechanische Bearbeitung. Zudem können sie in Solarzellen zu Kurzschlussströmen führen und damit den Wirkungsgrad verschlechtern. Der Einbau dieser Partikel in den Siliziumkristall muss deshalb vermieden werden. Beim Einbau spielt möglicherweise die Geschwindigkeit eine Rolle, mit der der Kristall erstarrt. Zudem hat die Schwerkraft einen maßgeblichen Einfluss auf die Strömung in der Siliziumschmelze, die ihrerseits wiederum die Verteilung der Partikel im Schmelzvolumen bestimmt. Unter Schwerelosigkeit soll nun geprüft werden, ob die existierenden Theorien für den Partikeleinfang auch bei Silizium gültig sind oder ob diese Theorien für Silizium erweitert werden müssen, um bislang noch nicht berücksichtigte physikalische Effekte zu erfassen.

Projektpartner profitieren von BMWi-Förderung

Am Forschungsprojekt beteiligt sind das Fraunhofer IISB, das Kristallographische Institut der Universität Freiburg, der Lehrstuhl für Material- und Prozesssimulation der Universität Bayreuth sowie das Institut für Chemische Verfahrenstechnik und Materialwissenschaft der Universität von Minnesota, USA. Das ParSiWal-Projekt ist Bestandteil des Programms Forschung unter Weltraumbedingungen des Deutschen Zentrums für Luft und Raumfahrt e.V. (DLR) und wird vom DLR-Raumfahrtmanagement für die nächsten drei Jahre mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) gefördert.

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