Einführung
Das Blockgießverfahren, auch als Blockguss oder Ingotschmelzverfahren bekannt, ist eine Methode zur Herstellung von monokristallinen oder polykristallinen Blöcken (Ingots) aus reinem Silizium. Diese Blöcke dienen als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Solarzellen, die in der Photovoltaik verwendet werden. Dadurch spielt das Blockgießverfahren eine entscheidende Rolle bei der Produktion von Photovoltaikmodulen.
Prozess des Blockgießverfahrens
Beim Blockgießverfahren wird reines Silizium in einem Hochtemperaturofen aufgeschmolzen. Ein Prozess, der in der Regel bei Temperaturen über 1400 Grad Celsius stattfindet. Danach wird das geschmolzene Silizium in eine Form gegossen und gezielt abgekühlt. Der Abkühlungsprozess ist hierbei entscheidend für die gesamte Struktur des Ingots: Wird das Silizium sehr schnell abgekühlt, entsteht ein monokristalliner Ingot. Wird es hingegen langsam abgekühlt, entsteht ein polykristalliner Ingot.
Verwendung in der Photovoltaik
Die aus dem Blockgießverfahren resultierenden Siliziumblöcke werden anschließend in dünne Scheiben, sogenannte Wafer, zersägt. Diese Wafer sind das Ausgangsmaterial für die Herstellung von Solarzellen. Je nachdem, ob der Siliziumblock monokristallin oder polykristallin ist, entstehen unterschiedliche Arten von Solarzellen mit entsprechenden Eigenschaften in Sachen Leistung und Effizienz.
Vorteile und Nachteile
Das Blockgießverfahren ermöglicht eine effiziente und vergleichsweise kostengünstige Herstellung von Siliziumblöcken. Ein Nachteil ist der hohe Energieaufwand für das Aufschmelzen des Siliziums sowie der Materialverlust beim Zersägen der Blöcke in Wafer. Zudem erfordert das Verfahren eine hohe technische Präzision, um das gewünschte Endprodukt zu erhalten.
Verwendungszusammenhang
Der Begriff „Blockgießverfahren“ wird häufig in technischen Beschreibungen und Anleitungen zur Herstellung von Photovoltaikmodulen verwendet. In Fachartikeln und Studien rund um die Herstellung und Effizienz von Solarzellen ist oftmals die Rede vom Blockgießverfahren. Ebenso in Zusammenhang mit Recyclingprozessen von Silizium oder der Weiterentwicklung der Solarzellentechnik.
- Blockgießverfahren: Eine Methode zur Herstellung von Siliziumblöcken für die Solarzellenproduktion.
- Monokristalliner Ingot: Ein aus reinem Silizium bestehender Block mit einer einheitlichen Kristallstruktur.
- Polykristalliner Ingot: Ein aus reinem Silizium bestehender Block mit mehreren verschiedenen Kristallstrukturen.
- Wafer: Dünne Scheibe aus Silizium, die als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Solarzellen dient.