Modelling and simulation of laser chemical processing (LCP) for the manufacturing of silicon solar cells

Fell, Andreas

Modelling and simulation of laser chemical processing (LCP) for the manufacturing of silicon solar cells

Dateien

Dissertation_Andreas_Fell_2010.pdf(8.45 MB)

Datum

2010

Autor:innen

Fell, Andreas

item.preview.dc.identifier.isbn

978-3-86853-526-6

Verlag

München : Dr. Hut

Titel in einer weiteren Sprache

Modellierung und Simulation des Laser Chemical Processing (LCP) zur Herstellung kristalliner Silicium-Solarzellen

Publikationstyp

Dissertation

Zusammenfassung

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.

Zusammenfassung in einer weiteren Sprache

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.

Fachgebiet (DDC)

530 Physik

Schlagwörter

laser chemical processing,laser chemical processing

Zitieren

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 978-3-86853-526-6

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Prüfungsdatum der Dissertation

June 1, 2010