Photovoltaik: Wettbewerbsvorteil Schmelzofen
Neue Verfahren für die Herstellung leistungsfähiger Siliziumkristalle könnten die Dominanz Chinas auf dem Solarmarkt schwächen.
Wie in vielen Industrien dominiert China längst auch die Fertigung von Solarmodulen – zum Leidwesen deutscher, amerikanischer und japanischer Hersteller. Neue Verfahren für die Produktion von hochwertigem kristallinem Silizium könnten das Spiel womöglich ändern – und Unternehmen außerhalb Chinas einen Vorteil verschaffen. GT Advanced Technologies, einer der größten Hersteller von Silizium-Schmelzöfen mit Hauptsitz in den USA, will sie 2012 auf den Markt bringen, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe.
In den Öfen werden gewöhnlich aus einer hochreinen Siliziumschmelze lange zylindrische Blöcke geformt. Diese so genannten Ingots sind riesige Kristalle aus Silizium, die anschließend in dünne Scheiben zersägt werden. Diese Wafer wiederum bilden das Ausgangsmaterial für Solarzellen.
Die neue Technik namens "HiCz" stammt ursprünglich von der Firma Confluence Solar, die GT Advanced Technologies im August für 60 Millionen Dollar gekauft hat. HiCz ist eine neue Variante des bekannten Czochralski-Verfahrens. In dem wird auf einer Siliziumschmelze ein „Impfkristall“ platziert, um den herum das anliegende flüssige Halbleitermaterial in derselben Kristallstruktur erstarrt. Die Ingots entstehen dann, indem man den Impfkristall aus der Schmelze zieht und das auskristallisierte Silizium folgt, bis der Schmelztiegel leer ist.
Dank des HiCz-Verfahrens könnten Einkristalle bald um bis zu 40 Prozent billiger werden. Denn anders als im Czochralski-Verfahren kann hierbei die Siliziumschmelze kontinuierlich nachgefüllt werden, während ein enorm langer Ingot immer weiter herausgezogen wird. Zudem lassen sich im laufenden Betrieb gezielte Verunreinigungen wie Phosphor oder Gallium hinzufügen, die den Ladungstransport im Silizium verbessern.
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(bsc)
