Technologiepark

Im Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP wird das Know-how zweier Fraunhofer-Institute gebündelt: Das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS bringt seine Expertise auf dem Gebiet der Optimierung und Bewertung von Silizium-Prozesstechnologien und Modulintegration mit ein. Das größte Solarforschungsinstitut in Europa, Fraunhofer ISE, bietet seine Kompetenzen in der Materialherstellung, Solarzellen- und Modulentwicklung sowie Charakterisierung.

Das Fraunhofer CSP berät und stellt wissenschaftliches Know-how sowie technische High-Tech-Ausstattungen für Dienstleistungen zur Verfügung.

Diese Geräte und Methoden sind am Fraunhofer CSP verfügbar:

Kristallisationstechnologie

• „„Czochralski EKZ-2700
      Einkristalle ≤9“ (Länge: 70 cm)
      p-Typ / n-Typ Material
      Restgasanalyse
      Nachchargierung (optional)
• „„2x Czochralski EKZ-3500
      „„Einkristalle ≤9“ (Länge: 200 cm)
      „„Aktive Kristallkühlung
• Dünnstabziehanlage (DZA 3000)
      „„Dünnstablänge 240 cm
• „„FZ-14
      „„Einkristalle 4“ (Länge: 130 cm)
• FZ-35
      „„Einkristalle bis 8“
      „„p-Typ, n-Typ
• VGF-732
      „„G4 Hot-Zone (250 kg)
      „„Restgasanalyse (MKS)
      „„In-situ Messung der Kristallisationsrate
• Vakuum-Induktionsschmelzanlage (Steremat)
• String-Ribbon® Ofen »Quad«
  
• Mechanische Kristallbearbeitung
      „„Ingot-Shaper IS-160 MK-II
• Hochauflösende Optik zur Phasengrenzbeobachtung
• GD-MS (ThermoScientific)
      „„Analyse von Restverunreinigungen im ppb-Bereich
      „„Gepulste Quelle für erhöhte Ortsauflösung
• LPS / PL
      „„Lateral photovoltage scanning mit integrierter Photolumineszenz

Mikrostrukturdiagnostik

• „Metallographie, ionen- und laserstrahlbasierte Präparationstechnik
• „„Laserstrukturierung und Inkjet-Printing
• „„Lichtmikroskopie (sichtbar, NIR)
• „„Analytische Rasterelektronenmikroskopie mit EDX, EBSD, EBIC
• „„Transmissionselektronenmikroskopie
• „„Fokussierte Ionenstrahlanlagen
• „„Flugzeitsekundärionenmassenspektrometrie
• „„Röntgen-Photoelektronenspektrometrie
• „„Rastersondenmikroskopie
• „„Elektrische Mikrosondencharakterisierung
• „„Ultraschallmikroskopie

Spurenanalytik

• Hochauflösendes ICP-Magnetsektorfeld-Massenspektrometer (ICP-MS)
• Triple-Quadrupol-ICP-Massenspektrometer (QQQ-ICP-MS)
• ICP-Optisches Emissionsspektrometer (ICP-OES)
• Mikrowellen-Aufschluss-System
• Probenverdampfungseinheit
• Laserablationssystem (LA)
• Analysator für Gesamtkohlenstoff (TOC)
• Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS)

Elektrische Charakterisierung

• Injektionsabhängige Ladungsträgerlebensdauer (Si-Block, Wafer)
• „„Ladungsträgerlebensdauer-Mapping (Si-Block, Wafer)
• „„Leitfähigkeitsmessungen (4-Punkt-Methode, Wirbelstrommethode)
• „„Ortsaufgelöste Photolumineszenz (Si-Block, Wafer, Zelle)
• „„Ortsaufgelöste Elektrolumineszenz an Zellen
• „„Licht-induzierter lokaler Strom an Zellen
• „„Interne und externe Quanteneffizienz von Zellen
• „„Charakterisierung von Passivierungsschichten
• „„Dotierprofile basierend auf Leitfähigkeitsmessungen
• „„I-V-Kennlinien und Parameterbestimmung für Zellen
• „„Sonnensimulator
• „„Prozessierung von SiN und Al₂O₃ Passivierungsschichten (PECVD, ALD)

Wafering

• Squarer (drahtbasiert) zur Vereinzelung von G4/G5-Ingots in Blöcke 156 mm x 156 mm
• „„Schleifmaschinen zur Oberflächen- und Fasenbearbeitung von Blöcken
• „„IR-Durchleuchtungssystem zur Identifizierung von SiC/SiN-Einschlüssen in Blöcken
• „„Ladungsträgerlebensdauer- und Widerstandsmessung an Blöcken zur elektrischen Charakterisierung und Qualitätskontrolle
• „„Cropper (drahtbasiert) zum Abtrennen der Block-Endstücke
• „„Bandsäge zum Squaren und Croppen von Mono-Ingots und für die Bearbeitung von Sonderformaten
• „„Drahtsägen (800 mm und 300 mm Beladelänge) zum Fertigen von multi- und monokristallinen Wafern
• „„Vorreinigungsanlage zum Ablösen der Wafer nach dem Sägen
• „„Inline-Feinreinigung zur Endreinigung der Wafer
• „„Inline-Messanlage mit Sortiereinheit zur Waferendkontrolle und Klassifizierung

Mechanik Wafer und Zellen

• Berührungslose Dicken- und Topographiemessung von Wafern
• „„Mechanische Prüfmethoden für Wafer und Zellen (z.B. 3- und 4-Punkt-Biegung, Doppelringversuch, Kugel-Ring-Versuch)
• „„Mechanische Prüfmethoden für Sägedrähte
• „„Mikrohärteprüfung zur Materialparameterbestimmung
• „„Druckmessfolien zur Belastungsanalyse auf Wafern
• „„Spannungsoptik zur Eigenspannungsanalyse in Silizium auf Block- und Waferebene
• „„Workstations für numerische Simulation (Finite-Elemente-Methode) von mechanischen, thermo-mechanischen, bruchmechanischen und statistischen Analysen

Modultechnologie

• „Automatisierte Modulfertigungslinie (Modulgrößen 0,7 x 1,2 m² bis 2,2 x 2,6 m²) inklusive Elektrolumineszenz
• „„Flexible, manuelle Modulfertigung (Modulgrößen bis 90 x 70 cm²)
• „„Siebdrucker
• „„RTP-Ofen
• „„Probenpräparationsgerät für Schliffprobenherstellung
• „„Präzisionsprüfmaschinen für Verbindungs- und Lotmaterialcharakterisierung
      „„Differentielles Wärmestromkalorimeter (DSC)
      „„Abzugstest
      „„Benetzungswaage
      „„Benetzungswinkel-Messgerät

Polymermaterialien

• „Differentielles Wärmestromkalorimeter (DSC)
• „„Thermogravimetrische Analyse (TGA)
• „„FT/IR Spektrometer mit TGA-FT/IR Kopplung
• „„Rotationsrheometer
• „„Dynamisch-Mechanische Analyse (DMA)
• „„Thermomechanische Analyse (TMA)
• „„Simultane Thermoanalyse (STA)
• „„Schubstangendilatometer
• „„UV-Vis Spektroskopie
• „„Dielektrische Analyse (DEA)
• „„Wasserpermeationsmessgerät
• „„Massenspektrometer zur Gasphasenanalyse
• „„Soxleth-Extraktor
• „„Automatisches Dispenssystem für Leitkleber
• „„Universalprüfmaschine
• „„Farbmessgerät

Optische Materialien und Laserprozesse

• „UV-Vis-NIR-Zweistrahl-Photospektrometer für Transmission, Reflexion und Streuung (inkl. Integrationskugel; Spektralbereich 200 nm bis 2500 nm)
• „„UV-Vis-NIR Fluoreszenz-Spektrometer (inkl. Lebensdauermesseinheit und Tieftemperatureinsatz; verschiedene Lichtquellen)
• „„Spektral und ortsaufgelöste Elektrolumineszenz im UV-Vis-NIR Spektralbereich (Si-CCD und InGaAs-CCD Kameras)
• „„Fourier-Transformations-Infrarot-(FTIR)-Spektrometer (inkl. IR-Mikroskop und Wafer Mapping)
• „„Raman-Spektrometer (inkl. Temperaturkammer; verschiedene Laser zur Anregung bei 325 nm, 488 nm, 514 nm, 633 nm und 785 nm; Mikro- und Makro-Raman; Mapping)
• „„Spektralellipsometer (Spektralbereich 230 nm bis 2400 nm; Microspot 60 μm; Mapping von Proben mit bis zu 20 cm Durchmesser; Winkelbereich 10° bis 90°)
• „„Optische Simulation
• „„Nano- und Femtosekunden-Lasersysteme zur Strukturierung von Gläsern und für die Photovoltaik relevanten Schichten

Modulcharakterisierung

• Mechanisch statischer Belastungsprüfplatz für Module bis 2 m²
• „„Präzisionsuniversalprüfmaschine zur Bestimmung des quasistatischen Last-Verformungsverhaltens von Werkstoffen
• „„Servohydraulische Universalprüfmaschine zur dynamischen Charakterisierung des temperatur- und geschwindigkeitsabhängigen Last-Verformungsverhaltens
• „„Dilatometer zur präzisen Messung temperaturabhängiger Materialausdehnung
• „„Doppelring- und Vierpunktbiegetest zur Bestimmung der Glasfestigkeit
• „„Laser-Doppler-Vibrometer für Bauteilfrequenzmessung
• „„3D-Bildkorrelationssystem zur ortsaufgelösten Messung lokaler Verschiebungen und Probendehnungen
• „„Optische Modulinspektion
• „„Equipment für Elektrolumineszenz- und Thermografieaufnahmen
• „„Klimaprüfschränke (z.T. mit UV-Bestrahlungseinheit)
• „„Damp-Heat Kammern 3 x 8 m³ im Temperaturbereich von 40°C bis 90°C und Feuchtebereich von 10 bis 90 % r.F.
• „„Klimaprüfkammer 46 m³ inkl. Bestrahlungseinheit für bestrahlte Fläche bis 6 m²
• „„Hochspannungstestequipment
• „„Hochspannungsprüfplatz
  
• „„Mikroohmmeter zur Messung kleiner elektrischer Widerstände
• „„Leistungsmessung im Labor mit Klasse AAA Modulflasher bis 6 m²
• „„Leistungsmessung im Freifeld mit kontinuierlicher U-I-Kennlinienaufzeichnung, Temperatur und Einstrahlung am Modul
• „„Umweltmesstechnik für direkte, indirekte und globale Einstrahlung, Luftdruck und -feuchte sowie Windgeschwindigkeit und -richtung