SCU 450 – 1500 

Silizium Kristallisationsanlage

Die ALD Vacuum Technologies GmbH ist einer der führenden Hersteller für Siliziumschmelz- und -kristallisationsanlagen zur Herstellung von multi- und mono-kristallinen Siliziumingots für Solaranwendungen. Die unter dem Markennamen SCU (Silicon Crystallization Unit) angebotenen Anlagen gestatten das Schmelzen von Solarsilizium und die gerichtete Erstarrung (Kristallisation) der Siliziumschmelze in qualitativ hochwertige, quadratische Siliziumingots. Diese Ingots werden weiter zu Solarwafern, -zellen- und -modulen verarbeitet. Die Produktion der Siliziumingots durch Schmelzen und nachfolgendes gerichtetes Erstarren hochreinen Solarsiliziums in der SCU Anlage ist der Schlüsselschritt bei der Herstellung von Solarzellen und -modulen und bestimmt in hohem Maße deren Qualität und Wirkungsgrad.

ALD ist der Markt- und Technologieführer für Anlagen für die Vakuummetallurgie und -wärmebehandlung mit einer mehr als 150-jährigen Tradition in der Entwicklung, Konstruktion, Fertigung und Lieferung von komplexen Anlagen für Hochtemperaturanwendungen im Vakuum oder einer kontrollierten Atmosphäre. Unsere Expertise und Know-how resultiert für unsere Kunden in qualitativ hochwertigen Anlagen, kurzen Montage- und Inbetriebnahmezeiten sowie einem schnellen Erreichen der Produktionsziele und Produktqualitäten. ALD hat im Bereich der Produktion von Siliziumingots exzellente Referenzen und mehr als 500 Anlagen des Typs SCU und weitere kundenspezifische Anlagen für das Schmelzen und Kristallisieren von bis zu 2000 kg Silizium je Batch an führende Firmen der Solarindustrie geliefert. SCU Anlagen haben ein einzigartiges Design, verwenden eine patentierte Kombination aus Top-, Boden- und Seitenheizern sowie aktiven Kühlelementen zur Steuerung der Kristallisation und dem Erreichen eines vertikalen Kornwachstums bei konstanten Kristallisationsraten. Branchenweit weisen ALD’s SCU Anlagen die kürzesten Zykluszeiten, die höchste Produktivität und das geeignetste Sicherheitskonzept auf.

Installation von zahlreichen SCU Anlagen in einer Fabrik für die Produktion von Siliziumingots

SCU 450 – 1500 Anlagen sind Hochleistungsanlagen für das Schmelzen und die Kristallisation von Silizium und als solche optimiert auf:

• Hohe Produktivität in der Produktion multi- und mono-kristalliner Silizium-Ingots für Solaranwendungen
• Sichere und kosteneffiziente Herstellung von G5 – G8 Siliziumingots unter Verwendung von 450 – 1500 kg Solarsilizium je Batch
• Hohe nutzbare Ausbeute, sehr gute Ingotqualität
• Hoher erreichbarer Wirkungsgrad für resultierende Solarzellen- und Module
• Fertigung von laborgerechten multi- und monokristallinen Silizium-Ingots in den Größen G1 bis G4 auf kundenspezifischen F&E Anlagen

Herstellung multi-kristalliner Silizium-Ingots

Zur Herstellung multi-kristalliner Ingots wird das Siliziumrohmaterial geschmolzen und anschließend in einer Inertgasatmosphäre in Quarztiegeln kristallisiert. ALD‘s SCU Anlagen verfügen über ein einzigartiges Design. Das Zusammenspiel der innerhalb der Heizzone angeordneten Top-, Boden und Seitenheizer, eines aktives Kühlsystems und zahlreicher Sensoren zur Messung und Steuerung der Prozessparameter gestattet die präzise Steuerung der Kristallisationsparameter, das Einstellen einer konstanten Kristallisationsrate, das kontaktfreie elektromagnetische Rühren der Schmelze zur Gewährleistung minimaler Einschlüsse sowie ein vertikales Kristallwachstum – allesamt entscheidende Faktoren für die Qualität der Siliziumingots und der aus ihnen gefertigten Wafer, Zellen und Module. SCU Anlagen sind optimal für neue und innovative Prozesse wie den High Performance Multi (HPM) Prozess oder den Mono^2TM (mono-like, quasi-mono) Prozess geeignet, welche die Herstellung von multi-kristallinen Ingots mit verbesserten Eigenschaften oder sogar die Herstellung von Ingos mit mono-kristalliner Struktur gestatten.

Herstellung monokristalliner Silizium-Ingots

Quadratische, monokristalline Silizium-Ingots können in Standard-SCU Anlagen mit nur wenigen zusätzlichen Sensoren für eine verbesserte Prozesssteuerung unter Verwendung der patentierten Mono^2TM-Technologie hergestellt werden. Diese einzigartige Prozesstechnik verbindet die Durchsatz- und Kostenvorteile der Produktion multi-kristalliner Siliziumingots mit den spezifischen Eigenschaften mono-kristalliner Siliziumingots. Sie wurde für SCU Anlagen bis zur G8-Ingotgröße optimiert.

Der Hauptvorteil des Mono^2TM-Verfahrens liegt in der im Vergleich zum CZ-Ziehen deutlich höheren Produktivität und den niedrigeren Kosten bei der Herstellung mono-kristalliner Ingots. Die Wirkungsgrade der aus Mono^2TM hergestellten Solarzellen und -module sind aufgrund geringerer Reflexionsverluste und höherer Ströme wesentlich höher als die Wirkungsgrade der aus multi-kristallinen Siliziumingots hergestellten Zellen und Module. ALD unterstützt seine Kunden durch optimierte SCU Anlagen, Prozess- und Technologietransfer, Kundenschulungen und Lizenzvereinbarungen beim Einsatz der Mono^2TM-Technologie.

Vorteile der ALD SCU Anlagen auf einem Blick

• Sehr hohe Produktivität – durch kurze Zykluszeiten und einzigartiges System aus Heizelementen (Top-, Boden- und Seitenheizer) und aktives Kühlsystem
• Hohe Produktqualität – durch präzise Steuerung und Einstellbarkeit wichtiger Prozessparameter wie Kristallisationsrate, fest / flüssig, Temperaturprofil sowie thermische Gradienten und Wärmeströme
• Niedrigere Produktionskosten – durch reduzierten Energie- und Wasserverbrauch und optimierte Anlagenkonstruktion und Heizzonengeometrie
• Produktflexibilität – Herstellung multi- und mono-kristalliner Ingots in der gleichen SCU Anlage
• Bestes Sicherheitskonzept aller auf dem Markt verfügbaren Schmelz- und Kristallisationsanlagen im Falle eines Tiegelbruchs durch zweilagige Schutzschicht auf dem Anlagenboden und einer intelligenten Indikation eines Tiegelbruchs durch die Anlagensteuerung
• Einfache Skalierbarkeit – SCU Anlagen sind in den Größen und Modellen SCU 450 / G5 Ingotproduktion, SCU 650 / G5 – G6 Ingotproduktion, SCU 1200 / G5 – G7 Ingotproduktion und SCU 1500 / G5 – G8 Ingotproduktion verfügbar

Lohnschmelzen, Forschung und Entwicklung

ALD betreibt im hauseigenen Technikum eine SCU 650 Anlage für die Herstellung von Siliziumingots der Größe G5 und G6. Interessenten und potenzielle Kunden können hier Demonstrationsversuche zur Produktion von Siliziumingots mit kundeneigenen Siliziummischungen durchführen. Hierbei kann die Anlagenperformance, die Zykluszeit, der Bedienkomfort sowie die Prozessregelung verifiziert sowie mit Unterstützung von ALD Prozessexperten bestehende Prozesse optimiert und neuartige Prozesse getestet werden. Die SCU Anlage steht ebenfalls auch für Lohnarbeiten gemäß Ihren Anforderungen zur Verfügung.

Gerne entwickelt und konstruiert ALD auch kundenspezifische Siliziumschmelz- und -kristallisationsanlagen für neue Anforderungen und Anwendungen.