Holdings: Entstehung und Charakterisierung von nichtmetallischen Fremdphasen bei Siliziumkristallisationsprozessen für die Photovoltaik

Entstehung und Charakterisierung von nichtmetallischen Fremdphasen bei Siliziumkristallisationsprozessen für die Photovoltaik:

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Bibliographic Details
Main Author:	Richter, Susanne 1984- (Author)
Format:	Thesis Book
Language:	German
Published:	Halle (Saale) Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP Februar 2015
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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 2 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN 4 2.1 KRISTALLISATIONSTECHNOLOGIEN ZUR HERSTELLUNG VON MULTI- UND MONOKRISTAL LINEM SILIZIUM .................................................................................................. 4 2.2 PHYSIK DER SILIZIUMKRISTALLISATION .................................................................. 5 2.2.1 THERMODYNAMIK DER SILIZIUMPHASENUMWANDLUNG ......................... 5 2.2.2 BILDUNG VON PRAEZIPITATEN ............................... 8 2.2.3 PRAEZIPITATE DES SI-C UND SI-N S YSTEM S ............................................ 10 2.2.4 EINFLUSS VON PRAEZIPITATEN AUF DIE S O LA RZ E LLE ................................... 11 2.3 EXPERIMENTELLE METHODEN ZUR SILIZIUMANALYSE ............................................ 12 2.3.1 INFRAROTMIKROSKOPIE ......................................................................... 12 2.3.2 TOF-SIMS ........................................................................................ 13 2.3.3 FT-IR-SPEKTROSKOPIE......................................................................... 17 2.3.4 ELEKTRONENMIKROSKOPIE...................................................................... 18 2.3.5 ELEKTRISCHE W IDERSTANDSM ESSUNGEN ............................................... 22 3 EXPERIMENTELLES 26 3.1 UNTERSUCHTE SILIZIUM M ATERIALIEN .................................................................. 26 3.1.1 MULTIKRISTALLINES SILIZIUM ............................................................... 26 3.1.2 MONOKRISTALLINES S ILIZ IU M ............................................................... 26 3.1.3 D UENNSCHICHTSILIZIUM ......................................................................... 28 3.1.4 ELEMENTANALYTISCHE S TA N D A RD S......................................................... 28 3.2 PROBENPRAEPARATION............................................................................................ 29 3.3 MESSBEDINGUNGEN............................................................................................ 30 3.3.1 INFRAROTMIKROSKOPIE ......................................................................... 30 3.3.2 TOF-SIMS ........................................................................................ 30 3.3.3 FT-IR-SPEKTROSKOPIE......................................................................... 32 3.3.4 ELEKTRONENMIKROSKOPIE...................................................................... 32 3.3.5 ELEKTRISCHE M ESSUNGEN...................................................................... 32 I ERGEBNISSE 34 4 VORGEHEN ZUR LOKALISIERUNG UND PRAEPARATION VON PRAEZIPITATEN 35 4.1 AM INGOT UND B RICK ........................................................................................ 35 4.2 AN HORIZONTAL- UND VERTIKALSCHNITTEN............................................................ 36 4.3 AN WAFER UND Z E LLE ........................................................................................ 38 5 TOF-SIMS-APPLIKATIONEN UND METHODISCHE WEITERENTWICKLUNG 39 5.1 QUANTITATIVE TOF-SIMS-ANALYSEN ............................................................... 39 5.2 HR-TOF-SIMS MITTELS KONSTATIERTER M ASSENAUFLOESUNG ............................... 42 5.3 DISKUSSION - BEWERTUNG DER MOEGLICHKEITEN VON T O F -S IM S ...................... 44 6 NICHTMETALLISCHE, GELOESTE VERUNREINIGUNGEN 45 6.1 UEBERBLICK UEBER VERSCHIEDENE SILIZIUM M ATERIALIEN ...................................... 45 6.2 GERICHTETE VGF-KRISTALLISATION..................................................................... 46 6.3 CZOCHRALSKI- UND FLOAT-ZONE-KRISTALLISATION ............................................... 47 6.4 DUENNESTABHERSTELLUNG FUER DIE SIEMENSABSCHEIDUNG ............................ 48 7 EINFLUSS NICHTMETALLISCHER FREMDPHASEN AUF DIE SIEMENSMATERIALQUALITAET FUER DIE FLOAT-ZONE-KRISTALLISATION 50 7.1 EINFLUSS DER WACHSTUMSKINETIK AUF DIE MAKROSKOPISCHE S TR U K TU R ............. 51 7.2 EINFLUSS DES DUENNSTABES AUF MIKROSTRUKTURELLES K ORNWACHSTUM ................ 52 7.3 CHEMISCHE ANALYSE VON REKRISTALLISIERTEN B OHRKERNEN ............................... 58 7.4 PRAEZIPITATBILDUNG BEI DER DUENNSTABHERSTELLUNG............................................ 61 7.5 MODELL ZUM EINFLUSS DES DUENNSTABES BEIM SIEM ENSPROZESS ...................... 63 8 KLASSIFIZIERUNG VON PRAEZIPITATEN ANHAND IHRER MATERIALEIGENSCHAFTEN 67 8.1 PRAEZIPITATBILDUNG BEI MULTIKRISTALLINEN KRISTALLISATIONSPROZESSEN ............. 67 8.2 STRUKTURELLE E IGENSCH A FTEN ........................................................................... 68 8.2.1 M O RP H O LO G IE..................................................................................... 69 8.2.2 KRISTALLOGRAFISCHE S TRU K TU R............................................................... 74 8.3 CHEMISCHE EIGENSCHAFTEN............................................................................... 80 8.3.1 CHEMISCHE ZUSAMM ENSETZUNG......................................................... 81 8.3.2 SPURENELEMENTE.................................................................................. 88 8.3.3 CHEMISCHE KLASSIFIZIERUNG VON PRAEZIPITATTYPEN ............................ 90 8.4 LOKALE ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN.................................................................. 93 8.4.1 ABBILDENDE LEITFAEHIGKEITSM ESSUNGEN ............................................. 93 8.4.2 ELEKTRISCHE W IDERSTANDSM ESSUNGEN ............................................... 94 8.5 ERWEITERTE KLASSIFIZIERUNG ........................................................................... 97 9 ELEKTRISCHER EINFLUSS VON PRAEZIPITATEN IN DER SOLARZELLE 99 9.1 KURZSCHLUSSVERHALTEN IN DER S O LARZELLE.......................................................... 99 INHALTSVERZEICHNIS UI II DISKUSSION 104 10 MODELLBILDUNG ZUR PRAEZIPITATENTSTEHUNG 105 10.1 EINFLUSSFAKTOREN ZUR PRAEZIPITATBILDUNG BEI VERSCHIEDENEN KRISTALLISATIONS TECHNOLOGIEN ........................................................................................................ 105 10.2 ENTSTEHUNG DER VERSCHIEDENEN PRAEZIPITATTYPEN ............................................... 110 11 VORHERSAGE DES ELEKTRISCHEN EINFLUSSES AUF DIE SOLARZELLE 118 11.1 KORRELATION DER CHEMISCHEN, STRUKTURELLEN UND ELEKTRISCHEN EIGENSCHAFTEN ZUM TYPENSPEZIFISCHEN ELEKTRISCHEN V ERLUSTM ECHANISM US ............................ 118 12 ZUSAMMENFASSUNG 124 13 AUSBLICK 127 ANHANG I A STRING RIBBON SILIZIUM I B KRISTALLINITAET VON DUENNSCHICHTSILIZIUM IN ABHAENGIGKEIT VOM SAUERSTOFFGEHALT III LITERATURVERZEICHNIS V EIGENE PUBLIKATIONEN UND KONFERENZBEITRAEGE XVIII EIDESSTATTLICHE ERKLAERUNGEN XXII DANKSAGUNG XXIV
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