Die Erzeugung von Photovoltaikstrom erfolgt heutzutage zum Großteil mit Siliziumsolarzellen. Für deren Fertigung werden Siliziumscheiben („Wafer“) benötigt, die eine möglichst hohe Materialqualität aufweisen, aber in der Herstellung möglichst kostengünstig sind.

Einen guten Kompromiss aus diesen Anforderungen stellen multikristalline Siliziumkristalle dar, die aus der Siliziumschmelze durch das Prinzip der gerichteten Erstarrung gezüchtet werden. Die Qualität der aus den Kristallen gesägten Siliziumwafer wird in großem Maße durch die während der Kristallisation und der Abkühlung auftretenden Wärme- und Stofftransportprozesse beeinflusst.

Gemeinsam mit unserer Außenstelle, dem Fraunhofer Technologiezentrum Halbleitermaterialien THM in Freiberg, untersuchen wir die Entstehung und Vermeidung von Kristallfehlern, die heute die Ladungsträgerlebensdauer und damit den Wirkungsgrad von Solarzellen in multikristallinen Siliziumblöcken und -bändern begrenzen.

Die Bewertung des Potenzials alternativer Tiegelmaterialien und alternativer Siliziumrohstoffe bei der gerichteten Erstarrung stellen weitere Forschungsschwerpunkte dar.