Modelling and simulation of laser chemical processing (LCP) for the manufacturing of silicon solar cells
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Laser tragen immer mehr dazu bei kostengünstige Prozessschritte für die Massenproduktion von hocheffizienten Solarzellen zu ermöglichen. Eine neuartige Lasertechnologie, das so genannte Laser Chemical Processing (LCP), wird am Fraunhofer ISE für verschiedene Anwendungen im Bereich der kristallinen Silicium-Solarzellen entwickelt. Hierbei eröffnet ein gekoppelter Laser-Flüssigkeitsstrahl mit geeigneten chemikalischen Zusätzen eine Vielzahl von thermochemischen Bearbeitungsmöglichkeiten, wie z.B. eine qualitativ hochwertige Mikrostrukturierung oder eine lokale Dotierung.
Das Ziel dieser Arbeit ist es die physikalischen Vorgänge beim LCP zu beschreiben. Die grundlegenden Effekte der Bereiche Optik, Thermodynamik und Fluiddynamik werden modelliert und mittels verschiedener numerischer Methoden gelöst. Der Vergleich der Simulationsergebnisse mit experimentellen Ergebnissen beweist eine erfolgreiche Beschreibung dieses Multiphysik-Problems innerhalb bestimmter Parameterbereiche.
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Lasers are on its way to enable low cost process steps for the mass production of highly efficient solar cells. A special laser application called laser chemical processing (LCP) was invented at Fraunhofer ISE and is developed in the field of crystalline silicon solar cells. Here a coupled laser-liquid jet containing suitable chemicals opens up a variety of different thermochemical processes like high quality structuring or local doping.
This work aims to describe the physics taking place in LCP. The basic effects like optics, thermodynamics and fluid flow are modeled and solved by different numerical simulation methods. Simulation results are compared with experiments and proof a succesfull description of this multiphysics problem within certain parameter ranges.
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ISO 690
FELL, Andreas, 2010. Modelling and simulation of laser chemical processing (LCP) for the manufacturing of silicon solar cells [Dissertation]. Konstanz: University of Konstanz. München : Dr. Hut. ISBN 978-3-86853-526-6BibTex
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