Neue Schutzschicht HeraGlaze erhöht die Waferausbeute in der Solarzellenproduktion um 4%

technology report, März 2017

Der Rohstoff von Solarzellen ist Silizium. Silizium wird zu Blöcken, sogenannte Ingots, geschmolzen und zu Wafern weiterverarbeitet. Bei der Schmelze entstehen im Randbereich der Ingots metallische Verunreinigungen, die entsorgt werden müssen. Heraeus hat mit HeraGlaze eine neuartige Beschichtung aus hochreinem Siliziumdioxid (Quarzglas) entwickelt, die diese störenden Verunreinigungen reduziert und die Ausbeute an Siliziumwafern für Solarzellen um bis zu 4% erhöht.

Chemische Reinheit eines Tiegels - gemessen von dem Fraunhofer Institut

Bei einer jährlichen Waferproduktion von etwa 50 Gigawatt bedeutet ein höherer Produktionsertrag durch HeraGlaze eine Leistungssteigerung von etwa 2 Gigawatt. Ein Atomkraftwerk hat eine Nennleistung von etwa 1,4 Gigawatt. HeraGlaze sorgt also für eine weitere signifikante Effizienzsteigerung bei erneuerbaren Energien.

HeraGlaze erzeugt schon am Beginn der Waferproduktionskette Wertschöpfung

Bis eine Solarzelle aus Sonnenstrahlen Strom gewinnen kann, müssen eine Reihe komplexer Produktionsschritte durchgeführt werden. Dabei beginnt alles mit der Schmelze von Silizium zu Ingots. Bei der Schmelze kommt es zu Verunreinigungen in den äußeren Bereichen der Ingots, da Eisen vom Schmelztiegel abgegeben wird. Dieser Randbereich muss anschließend aufwendig entfernt werden, da für die nachfolgende Waferproduktion nur reines Silizium verwendet werden darf. Das kostet wertvolle Zeit und Geld.

Heraeus hat mit HeraGlaze eine neuartige Beschichtung aus hochreinem Siliziumdioxid (Quarzglas) entwickelt.

Heraeus hat nun die Beschichtung HeraGlaze auf den Markt gebracht, die die Ausbeute der Siliziumingots deutlich erhöht. HeraGlaze besteht aus hochreinem Siliziumdioxid (Quarzglas), das als milchige Aufschlämmung (s. Foto) auf die poröse Oberfläche des Schmelztiegels aufgetragen wird und dort eine hochverdichtete Schutzschicht bildet. Diese glasartige Barriere verhindert die Diffusion und reduziert die Verunreinigungen im Ingot. Das Auftragen der Schicht kann direkt am Produktionsstandort des Kunden erfolgen und erlaubt es, bestehende Tiegel nachzurüsten oder aufzurüsten. Damit ist die Lösung sehr kostengünstig, da keine zusätzlichen Aufwendungen für neue Tiegel erforderlich sind.

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