NO336720B1 - Fremgangsmåte for forbedring av effektiviteten av solceller. - Google Patents
Fremgangsmåte for forbedring av effektiviteten av solceller.Info
- Publication number
- NO336720B1 NO336720B1 NO20131216A NO20131216A NO336720B1 NO 336720 B1 NO336720 B1 NO 336720B1 NO 20131216 A NO20131216 A NO 20131216A NO 20131216 A NO20131216 A NO 20131216A NO 336720 B1 NO336720 B1 NO 336720B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- ingot
- silicon
- ingots
- solar cells
- efficiency
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 40
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 21
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 11
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 11
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 36
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 229910004706 CaSi2 Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/02—Silicon
- C01B33/037—Purification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
- C30B11/002—Crucibles or containers for supporting the melt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
- C30B11/04—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
- C30B11/06—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt at least one but not all components of the crystal composition being added
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
- C30B11/04—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
- C30B11/06—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt at least one but not all components of the crystal composition being added
- C30B11/065—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt at least one but not all components of the crystal composition being added before crystallising, e.g. synthesis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
Teknisk område.
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å forbedre effektiviteten av solceller fremstilt fra wafers kuttet fra den nedre og øvre ende av en rettet størknet silisiumingot.
Teknikkens stilling
Ved rettet størkning av silisium for fremstilling av multikrystalline silisiumingoter, dannes det en såkalt "rødsone" langs den ytre del av ingoten, i den nedre ende av ingoten og ved toppen av ingoten.
Rødsonen er typisk 2-3 cm tykk. Rødsonen er kjennetegnet ved en kort levetid for minoritetsbærere. Når levetiden for minoritetsbærerne måles i rødsoneområdet er den lavere enn kvalitetskravet på over 2us. Rødsoneområdet på rettede størknede ingoter blir derfor normalt kuttet bort og derved ikke benyttet for fremstilling av wafer for solcellefremstilling. På denne måte reduserer rødsoneområdet utnyttelsesgraden av rettet størknede multikrystalline silisiumingoter.
US 2011/217225 A1 omhandler en prosess for fjerne urenheter fra silisium av metallurgisk kvalitet (MG-Si) for å produsere solcelle silisium (SoG-Si) ved å blande en reduserende forbindelse med silisium, raffinering i ikke-oksiderende omgivelser ved forhøyet temperatur og redusert trykk, og deretter rettet størkning av det raffinerte materialet. Eksempelet viser tilsetting av 25 vekt-% CaSi2til MG-Si. US 2011/217225 A1 angår imidlertid ikke en fremgangsmåte for å minimere eller fjerne rødsone i multikrystalline silisiumingoter, men en fremgangsmåte for å oppgradere MG-Si til SoG-Si ved en raffineringsprosess.
Årsaken til dannelse av rødsone ved den nedre ende, langs sidekantene og ved den øvre ende av rettet størknede silisiumingoter har ofte vært relatert til forskjellige typer defekter; se Y.Boulfrad: Investigation of the Red Zone of multicrystalline Silicon ingots for solar cells; Doctoral Thesis at NTNU, Norway 2012:84. Hovedtypen av defekter er forårsaket av Fe og 0 som diffunderer inn i det faste silisiumet fra formen og/eller fra coatingen benyttet i formen. En
annen type defekt kan være dislokasjoner. Det kan også være en synergistisk effekt mellom forskjellige typer defekter.
Det er derfor ønskelig å minimere eller helt unngå dannelse av rødsone, særlig i den nedre ende av silisiumingoter, for å øke utnyttelsesgraden av silisumingoter etter som dette vil øke den del av silisium ingoter som kan anvendes for wafere og for prosessering av solceller.
Beskrivelse av oppfinnelsen.
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å minimalisere eller fjerne rødsone i multikrystalline silisiumingoter, hvilken fremgangsmåte er kjennetegnet ved at et eller flere gruppe II elementer tilsettes til silisiumet i en mengde mellom 10 og 500 ppmw før silisiumet underkastes rettet størkning i en form.
I henhold til en foretrukket utførelsesform tilsettes gruppe II elementene til silisium i en mengde mellom 20 og 250 ppmw.
Som gruppe II element tilsettes fortrinnsvis kalsium, beryllium, magnesium eller strontium hvor kalsium er det mest foretrukne gruppe II element.
Gruppe II elementet eller elementene kan tilsettes til silisumet i formen for rettet størkning før silisiumet smeltes eller etter at silisiumet er smeltet.
En annen måte å tilsette gruppe II elementene til silisium er å tilsette små mengder av forbindelser av gruppe II elementene til coatingen som benyttes i formene før rettet størkning. Tilsetningen kan være oksider, karbider, sulfider eller fluorider av gruppe II elementene. Gruppe II elementene blandet i coatingen vil under den rettede størkningsprosessen diffundere inn i silisiumet og reagere med oksygen i det smeltede silisiumet og danne rene gruppe II elementer i det flytende silisiumet. Fortrinnsvis blandes kalsiumoksid i coatingen.
En ytterligere annen måte for å tilsette gruppe II elementer til silisium er å danne et meget tynt belegg inneholdende forbindelser av gruppe II elementer på toppen av det konvensjonelle coatingsbelegget i formen som benyttes ved rettet størkning. Det tynne belegget på toppen av det konvensjonelle coatingbelegget er fortrinnsvis kalsiumoksid.
Det har overraskende vist seg at tilsats av små mengder av gruppe II elementer, særlig kalsium, vesentlig reduserer utbredelsen av rødsone i rettet størknede multikrystalline silisiumingoter.
Effekten av reduksjon av rødsone ved tilsetning av gruppe II element eller elementer til silisium før rettet størkning er funnet å være effektiv både for bordopet polysilisium og for såkalt kompensert høyrent silisium som inneholder både bor og fosfor.
En mindre del av den nedre ende av de rettet størknede silisiumingotene kan derved kuttes bort. Det samme gjelder for den øvre ende av ingotene og for sidekantene av ingotene.
Kort beskrivelse av figurene
Figur 1 er et diagram som viser virkningsgraden av solceller fremstilt fra wafere kuttet fra den nedre delen av ingot A og ingot B i eksempel 1 som en funksjon av mm fra bunnen av ingotene; Figur 2 er et diagram som viser virkningsgraden av solceller fremstilt fra wafere kuttet fra hele lengden av ingot A og ingot B i eksempel 1 som en funksjon av mm fra bunnen av ingotene; Figur 3 er et diagram som viser virkningsgraden av solceller fremstilt fra wafere kuttet fra den nedre enden av ingot C og ingot D i eksempel 1 som er funksjon av mm fra bunnen av ingotene; Figur 4 er et diagram som viser virkningsgraden av solceller fremstilt fra wafere kuttet fra hele lengden av ingot C og ingot D i eksempel 1 som en funksjon av mm fra bunnen av ingotene; Figur 5 er et diagram som viser virkningsgraden av solceller fremstilt fra wafere kuttet fra den nedre enden av ingot E, ingot F og ingot G i eksempel 2 som en funksjon av mm fra bunnen av ingotene; Figur 6 er et diagram som viser virkningsgraden av solceller fremstilt fra wafere kuttet fra hele lengden av ingot E, ingot F og ingot G i eksempel 2 som en funksjon av mm fra bunnen av ingotene.
Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen
Eksempel 1
Fire rettet størknede multikrystalline silisiumingoter A, B, C og D på 16 kg hver ble fremstilt samtidig i en ovn med fire størkningskammere. Dette betyr at alle fire ingotene A til D ble fremstilt under nøyaktig like betingelser.
Ingot A var en polysilisiumingot som var dopet med bor for å oppnå en resistivitet mellom 1 og 1.3 ohm cm målt ved den nedre ende av ingoten uten tilsetning av kalsium. Ingot B var polysilisium tilsatt 40 ppmw kalsium i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Ingot C var kompensert silisium inneholdende både bor og fosfor fremstilt av Elkem Solar AS (ESS™) og med en resistivitet mellom 1 og 1.3 ohm cm målt ved den nedre enden av ingoten. Ingot D var kompensert silisium fremstilt av Elkem Solar AS (ESS™), tilsatt 40 ppmw i henhold til den foreliggende oppfinnelse.
Høyden av ingotene A til D var 145 mm og tverrsnittet var 220mm x 220mm.
5 mm ble kuttet av fra den nedre ende av ingotene A til D. Som angitt ovenfor blir normalt 3-5 cm kuttet fra ingoter som skal kuttes til wafere. Normale kutt ble foretatt på ingotenes langsider. Reduksjon av rødsone kunne derved kun bli påvist i den nedre del av ingotene. Wafere ble kuttet langs høyden av ingotene A til D og prosessert til solceller ved bruk av konvensjonelle prosesseringsmetoder og virkningsgraden av solcellene ble målt. Resultatene for virkningsgraden av solceller fremstilt fra ingotene A og B er vist i figur 1 og 2 og resultatene for ingotene C og D fremstilt fra kompensert silisium fremstilt av Elkem Solar er vist i figur 3 og 4.
Figur 1 viser virkningsgraden av solceller fremstilt fra wafere kuttet fra den nedre del av ingotene A og B. Som vist i figur 1 var virkningsgraden for solceller fremstilt fra ingot B (polysilisium tilsatt 40 ppmw kalsium), mye høyere enn for solcellene fremstilt fra den nedre del av ingot A som ikke inneholdt kalsium.
Det kan videre ses fra figur 1 at solceller fremstilt fra wafere kuttet kun 5 mm fra bunnen av ingot B hadde en virkningsgrad på nesten 16% mens en solcelle fremstilt fra en wafer kuttet ca 10 mm fra bunnen av ingot A viste en virkningsgrad under 15%.
Endelig kan det ses fra figur 1 at solceller fremstilt fra den nedre del av ingot B oppnådde ca 17% virkningsgrad fra wafere kuttet 15 mm fra den nedre ende av ingoten, mens den samme virkningsgrad for solceller fremstilt fra wafere kuttet fra ingot A først nådde 17% virkningsgrad når de ble kuttet ca 25 mm fra den nedre enden av ingot A.
Figur 2 viser virkningsgraden av solceller fremstilt fra wafere kuttet fra hele lengden av ingot A og ingot B.
Det kan ses fra figur 2 at solcellene fremstilt fra wafere fra ingot B har en høyere virkningsgrad over hele lengden av ingoten. Figur 3 viser virkningsgraden av solceller fremstilt fra wafere kuttet fra den nedre ende av ingotene C og D. Som vist på figur 3 viser solceller fremstilt fra wafere kuttet fra den nedre enden av ingot D (kompensert silisium fremstilt av Elkem Solar AS med tilsats av 40 ppmw kalsium) en langt høyere virkningsgrad enn solceller fremstilt fra wafere fra den nedre ende av ingot C (kompensert silisium fremstilt av Elkem Solar A uten kalsiumtilsetning). Figur 4 viser virkningsgraden av solceller fremstilt fra wafere kuttet langs hele høyden av ingot C og ingot D. Det kan sees at solceller fremstilt fra ingot D gjennomsnittlig har en høyere virkningsgrad enn solceller fremstilt fra wafere kuttet langs hele høyden av ingot C.
Dette viser at tilsetning av kalsium ikke bare påvirker virkningsgraden for solceller fremstilt fra wafere kuttet fra hoveddelen av ingoten, men tenderer til å øke virkningsgraden over hele høyden av ingoten.
Den vesentlige økning i virkningsgrad for solceller fremstilt fra wafere kuttet ved den nedre ender av ingotene B og D inneholdende 40 ppmw kalsium sammenlignet med virkningsgraden for solceller fremstilt av wafere kuttet fra ingotene A og C, viser at tilsetning av kalsium til silisium før rettet størkning vesentlig reduserer rødsonen i silisiumingoter, særlig i den nedre ende av ingotene.
Eksempel 2
Tre rettet størknede multikrystalline silisiumingoter E, F og G hver på 16 kg ble fremstilt i den samme firekammers ovnen som er beskrevet i eksempel 1. Ingot E ble fremstilt av kompensert silisium inneholdende både bor og fosfor fremstilt av Elkem Solar AS (ESS™), med en resistivitet mellom 1 og 1.3 ohm cm målt ved den nederste enden av ingoten. Ingot F ble fremstilt av kompensert silisium fremstilt av Elkem Solar AS, (ESS™), med tilsats av 100 ppmw kalsium i helhold til oppfinnelsen. Ingot G var polysilisum med tilsats av 100 ppmw kalsium dopet med bor for å oppnå en resistivitet mellom 1 og 1,3 ohm cm målt ved den nedre ende av ingoten.
Høyden og tverrsnittet av ingotene E til G var den samme som beskrevet i eksempel 1.
5mm ble kuttet fra den nedre ende av ingotene E til G. Normale kutt ble foretatt på langsidene av ingotene.
Wafere ble kuttet langs høyden av ingotene E til G og prosessert til solceller ved bruk av konvensjonelle prosesseringsmetoder. Virkningsgraden av solcellene ble målt, og resultatene er vist på figurene 5 og 6.
Figur 5 viser virkningsgraden av solceller fremstilt av wafere kuttet fra den nedre del av ingotene E, F og G. Som vist på figur 5 var virkningsgraden av solceller fremstilt fra ingot F (kompensert silisium tilsatt 100 ppmw kalsium) og ingot G (polysilisium tilsatt 100 ppmw kalsium) mye høyere enn for solceller fremstilt fra wafere fra den nedre del av ingot E som ikke inneholdt kalsium. Det kan videre sees fra figur 5 at solceller fremstilt fra wafere kuttet kun ca 5mm fra bunnen av ingot F og G hadde en virkningsgrad på over 16% til over 17% mens solceller fremstilt fra wafere kuttet ca 10mm fra bunnen av ingot E viste en virkningsgrad under 15%.
Endelig kan det sees fra figur 5 at solceller fremstilt fra nedre del av ingot F og G nådde ca 17% virkningsgrad for wafere kuttet kun 5mm fra den nedre ende av ingotene, mens den samme virkningsgrad for solceller fremstilt fra wafere fra ingot E først når 17% virkningsgrad kuttet ca 25mm fra den nedre ende av ingot
A.
Figur 6 viser virkningsgraden av solceller fremstilt av wafere kuttet langs hele lengden av ingotene E, F og G. Det kan sees fra figur 6 at solceller fremstilt fra wafere fra ingot F og G har en høyere virkningsgrad langs hele høyden av ingotene selv mot toppen av ingotene. For ingot E begynner virkningsgraden å avta ca 65mm fra bunnen av ingoten.
Eksempel 2 viser at tilsetning av 100 ppmw kalsium vesentlig øker virkningsgraden av den nedre del ingoten og i høyere grad enn for wafere av eksempel 1 med tilsats av 40 ppmw kalsium.
Eksemplene viser klart at rødsonen blir mer eller mindre eliminert ved tilsats av kalsium til silisium i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Resultatene viser også at tynnere sidekutt og toppkutt kan blir foretatt med opprettholdelse av en høy virkningsgrad for solcellene.
Claims (4)
1.
Fremgangsmåte for å minimalisere eller fjerne rødsone i multikrystalline silisiumingoter,karakterisert vedat et eller flere gruppe II elementer tilsettes til silisiumet i en mengde mellom 10 og 500 ppmw før silisiumet underkastes rettet størkning i en form.
2.
Fremgangsmåte i følge til krav 1,karakterisert vedat gruppe II elementene tilsettes til silisium i mengde mellom 20 og 250 ppmw.
3.
Fremgangsmåte i følge krav 1 eller 2,karakterisert vedat kalsium tilsettes til silisium som gruppe II element.
4.
Fremgangsmåte i følge krav 1 eller 2,karakterisert vedat beryllium, magnesium, barium eller strontium tilsettes til silisium som gruppe II element.
Priority Applications (13)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20131216A NO336720B1 (no) | 2013-09-09 | 2013-09-09 | Fremgangsmåte for forbedring av effektiviteten av solceller. |
| PCT/NO2013/000046 WO2015034367A1 (en) | 2013-09-09 | 2013-10-01 | Method for improving efficiency of solar cells |
| NO20140621A NO339608B1 (no) | 2013-09-09 | 2014-05-15 | Multikrystallinske silisiumingoter, silisiummasterlegering, fremgangsmåte for å øke utbyttet av multikrystallinske silisiumingoter for solceller |
| PCT/NO2014/050165 WO2015034373A1 (en) | 2013-09-09 | 2014-09-09 | Multicrystalline silicon ingots, silicon masteralloy, method for increasing the yield of multicrystalline silicon ingots for solar cells |
| BR112016005004-5A BR112016005004B1 (pt) | 2013-09-09 | 2014-09-09 | Método para aumentar o rendimento de lingotes de silício |
| EP14843034.1A EP3044350A4 (en) | 2013-09-09 | 2014-09-09 | Multicrystalline silicon ingots, silicon masteralloy, method for increasing the yield of multicrystalline silicon ingots for solar cells |
| CA2920969A CA2920969C (en) | 2013-09-09 | 2014-09-09 | Multicrystalline silicon ingots, silicon masteralloy, method for increasing the yield of multicrystalline silicon ingots for solar cells |
| SG11201601750SA SG11201601750SA (en) | 2013-09-09 | 2014-09-09 | Multicrystalline silicon ingots, silicon masteralloy, method for increasing the yield of multicrystalline silicon ingots for solar cells |
| CN201480049485.1A CN105723020B (zh) | 2013-09-09 | 2014-09-09 | 多晶硅锭、硅母合金、用于提高太阳能电池的多晶硅锭的产率的方法 |
| US14/916,406 US10483428B2 (en) | 2013-09-09 | 2014-09-09 | Multicrystalline silicon ingots, silicon masteralloy, method for increasing the yield of multicrystalline silicon ingots for solar cells |
| CL2016000452A CL2016000452A1 (es) | 2013-09-09 | 2016-02-26 | Lingotes de silicona multicristalina, aleacion maestra de silicona, procedimiento para aumentar el rendimiento de lingotes de silicona multicristalina para celulas solares |
| SA516370689A SA516370689B1 (ar) | 2013-09-09 | 2016-03-07 | سبائك من السيليكون متعدد التبلور والسبيكة الأساسية للسيليكون |
| US16/023,317 US10693031B2 (en) | 2013-09-09 | 2018-06-29 | Multicrystalline silicon ingots, silicon masteralloy, method for increasing the yield of multicrystalline silicon ingots for solar cells |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20131216A NO336720B1 (no) | 2013-09-09 | 2013-09-09 | Fremgangsmåte for forbedring av effektiviteten av solceller. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20131216A1 NO20131216A1 (no) | 2015-03-10 |
| NO336720B1 true NO336720B1 (no) | 2015-10-26 |
Family
ID=52628708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20131216A NO336720B1 (no) | 2013-09-09 | 2013-09-09 | Fremgangsmåte for forbedring av effektiviteten av solceller. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO336720B1 (no) |
| WO (1) | WO2015034367A1 (no) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4200621A (en) * | 1978-07-18 | 1980-04-29 | Motorola, Inc. | Sequential purification and crystal growth |
| US20010032580A1 (en) * | 1999-03-15 | 2001-10-25 | Phillips Richard J. | Barium doping of molten silicon for use in crystal growing process |
| US20020086119A1 (en) * | 2000-11-15 | 2002-07-04 | Hariharan Allepey V. | Protective layer for quartz crucibles used for silicon crystallization |
| WO2005063621A1 (en) * | 2003-12-29 | 2005-07-14 | Elkem Asa | Silicon feedstock for solar cells |
| EP1958923A1 (en) * | 2005-12-06 | 2008-08-20 | Nippon Steel Materials Co., Ltd. | Apparatus and process for producing high-purity silicon |
| US20090159230A1 (en) * | 2006-08-30 | 2009-06-25 | Kyocera Corporation | Mold Forming and Molding Method |
| CN101423220B (zh) * | 2008-11-17 | 2011-04-06 | 上海普罗新能源有限公司 | 一种多温区硅材料提纯与铸锭的方法及其装置 |
| US20110217225A1 (en) * | 2008-11-03 | 2011-09-08 | Crystal System, Inc. | Method and Apparatus for Refining Metallurgical Grade Silicon to Produce Solar Grade Silicon |
| US20130192302A1 (en) * | 2012-02-01 | 2013-08-01 | Memc Singapore Pte. Ltd. (Uen200614794D) | Crucibles for holding molten material and methods for producing them and for their use |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4247528A (en) * | 1979-04-11 | 1981-01-27 | Dow Corning Corporation | Method for producing solar-cell-grade silicon |
| US5431869A (en) * | 1993-01-12 | 1995-07-11 | Council Of Scientific & Industrial Research | Process for the preparation of polycrystalline silicon ingot |
| UA95131C2 (uk) * | 2009-08-25 | 2011-07-11 | Частное Акционерное Общество «Пиллар» | Спосіб одержання зливків мультикристалічного кремнію індукційним методом |
-
2013
- 2013-09-09 NO NO20131216A patent/NO336720B1/no unknown
- 2013-10-01 WO PCT/NO2013/000046 patent/WO2015034367A1/en not_active Ceased
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4200621A (en) * | 1978-07-18 | 1980-04-29 | Motorola, Inc. | Sequential purification and crystal growth |
| US20010032580A1 (en) * | 1999-03-15 | 2001-10-25 | Phillips Richard J. | Barium doping of molten silicon for use in crystal growing process |
| US20020086119A1 (en) * | 2000-11-15 | 2002-07-04 | Hariharan Allepey V. | Protective layer for quartz crucibles used for silicon crystallization |
| WO2005063621A1 (en) * | 2003-12-29 | 2005-07-14 | Elkem Asa | Silicon feedstock for solar cells |
| EP1958923A1 (en) * | 2005-12-06 | 2008-08-20 | Nippon Steel Materials Co., Ltd. | Apparatus and process for producing high-purity silicon |
| US20090159230A1 (en) * | 2006-08-30 | 2009-06-25 | Kyocera Corporation | Mold Forming and Molding Method |
| US20110217225A1 (en) * | 2008-11-03 | 2011-09-08 | Crystal System, Inc. | Method and Apparatus for Refining Metallurgical Grade Silicon to Produce Solar Grade Silicon |
| CN101423220B (zh) * | 2008-11-17 | 2011-04-06 | 上海普罗新能源有限公司 | 一种多温区硅材料提纯与铸锭的方法及其装置 |
| US20130192302A1 (en) * | 2012-02-01 | 2013-08-01 | Memc Singapore Pte. Ltd. (Uen200614794D) | Crucibles for holding molten material and methods for producing them and for their use |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| RAVISHANKAR, P.S., "Liquid Encapsulated Bridgman (LEB) method for directional solidification of silicon using calcium chloride", Journal of Crystal Growth, vol. 94 (1),side 62-68, 1. januar 1989, Dated: 01.01.0001 * |
| TAN, Y et al., "Removal of aluminum and calcium in multicrystalline silicon by vacuum induction melting and directional solidification", Vacuum, vol. 99, side 272-276, 2014, publisert 2013.07.03, Dated: 01.01.0001 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2015034367A1 (en) | 2015-03-12 |
| NO20131216A1 (no) | 2015-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102021444A (zh) | 一种高导电耐热铝合金导线及其制备方法 | |
| CN114653905B (zh) | 一种上引法生产无氧铜杆的方法 | |
| US20180211741A1 (en) | Copper alloy for electronic/electrical device, plastically-worked copper alloy material for electronic/electrical device, component for electronic/electrical device, terminal, and busbar | |
| CN102888518A (zh) | 一种薄壁无氧铜毛细管生产方法 | |
| KR20120013413A (ko) | 고순도화한 금속급 실리콘 공급원료에 대한 품질 제어 공정 | |
| NO336720B1 (no) | Fremgangsmåte for forbedring av effektiviteten av solceller. | |
| JP2013095987A (ja) | アルミニウム合金線及びその製造方法 | |
| CN104649274A (zh) | 电子束连续熔炼去除多晶硅中氧杂质的方法及其装置 | |
| US20110315071A1 (en) | Vitreous silica crucible | |
| CN103058197A (zh) | 真空循环精炼太阳能级多晶硅设备及太阳能级多晶硅提炼方法 | |
| US20120045383A1 (en) | Method for the Manufacture of Photovoltaic Grade Silicon Metal | |
| US20120260845A1 (en) | Polysilicon system | |
| NO20111360A1 (no) | Fremgangsmate for fremstilling av silisiummonokrystall og multikrystalline silisiumingoter | |
| NO20140621A1 (no) | Multikrystallinske silisiumingoter, silisiummasterlegering, fremgangsmåte for å øke utbyttet av multikrystallinske silisiumingoter for solceller | |
| CN105220227A (zh) | 一种高效多晶硅铸锭工艺 | |
| EP2452919A1 (en) | Silicon refining device and method | |
| KR101173764B1 (ko) | 무전위 실리콘 단결정의 제조 방법 | |
| JP4694447B2 (ja) | 原材料前処理用坩堝 | |
| JP5500138B2 (ja) | 炭素ドープシリコン単結晶の製造方法 | |
| CN109207759B (zh) | 非时效型高强度高导电率铝合金架空导线及其制备方法 | |
| Ryningen et al. | On the role of calcium in multicrystalline silicon | |
| CN117822094A (zh) | 提高n型光伏单晶硅棒尾部质量的方法 | |
| NO20110920A1 (no) | Silisium for n-type solceller og en fremgangsmate for fremstilling av fosfordopet silisium | |
| 游毓鎏 | Property control of compensated Si for solar cells by Al co-doping | |
| CN103436718A (zh) | 一种高纯金属镧的制取方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CREP | Change of representative |
Representative=s name: ZACCO NORWAY AS, POSTBOKS 2003 VIKA, 0125 OSLO |
|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: REC SOLAR NORWAY AS, NO |