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)
  • „„ICP-Optisches Emissionsspektrometer (ICP-OES)
  • „„Mikrowellen-Aufschluss-System
  • „„Probenverdampfungseinheit
  • „„Laserablationssystem (LA)
  • „„Elektrothermischer Verdampfer (ETV)

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
Photovoltaik Bestaendig Konstanz Test
© Foto Fraunhofer CSP

Auf dem Testfeld des Instituts wird die Leistungsfähigkeit von Solarzellenmodulen analysiert.