Recycled kerf for mono silicon feedstock

REC Solar produserer råstoff for silisiumsolceller ved en unik og egenutviklet metallurgisk produksjonsprosess basert på resirkulering av finstoff fra wafersaging («kerf»). Dette materialet er etablert som råstoff for produksjon av p-type monokrystallinske ingoter og wafere for lav CO2-fotavtrykksmarkeder. Den nylige overgangen til Ga som primært dopelement i p-type PERC celler og den spådde markedsoverganget til n-typecelleteknologier gir utfordringer knyttet til spor av bor in REC-råstoff. Dette prosjektet fokuserer på moduldegraderingsmekanismer som avhenger av råstoffets egenskaper, den ene knyttet til B og O, den andre til H introdusert i celleprosessen. Degraderingen motvirkes av prosesser som bruker kombinasjoner av forhøyet temperatur og belysning/strøm. Tidligere har vi funnet at degraderings- og regenereringskinetikken avhenger av konsentrasjonen av de ulike dopelementene. Disse resultatene tyder på at det er mulig å regenerere kompensert materiale til sammenlignbart nivå som materialer dopet med bare ett element, men at prosessparameterne avhenger av sammensetning. Degraderingsfenomenene vil bli studert med sett av wafere med ulike nivåer av dopkompensasjon og ulike forbehandlinger. Kinetiske modeller brukes for å skille bidragene fra hver degraderingsmekanisme. En detaljert forståelse av degraderings- og regenereringsfenomenene og hvordan de avhenger av dopsammensetning vil gjøre det mulig å bestemme tålegrenser for forurensninger og gi veiledning i optimal behandling av wafere produsert med REC-råstoff, både for p-type og n-type materialer. Tilgjengelig kerf varier i B-innhold, og prosesser som reduserer mengden B in det produserte materialet gir fleksibilitet og bidrar til å nå målsetningen for maksimum B-innhold. Det vil bli gjort en screening av prosesser som kan fjerne B, enten fra innkommende kerf eller fra smeltet Si, og lovende kandidater vil testes eksperimentelt.

-

In this project recycled wafering fines (“kerf”) will be established as a cost-effective, circular, low CO2 footprint primary silicon feedstock material, called E2M, for future high efficiency p- and n-type cell technologies. The recent transition to gallium as the primary dopant in p-type PERC cells, and the forecasted market transition to n-type cell technologies, introduces new challenges related to the inherent concentration of trace amounts of dopants in E2M solar grade silicon that will be addressed in this project. There are many sources of module degradation, but there are two types associated with the wafer and silicon feedstock quality which are triggered under illumination in the field: BO-LID and LeTID. Both mechanisms have been studied extensively in p-type boron doped silicon, but there is limited information available in the literature on the behavior in compensated materials. We aim to establish fundamental understanding of the physical properties of this new class of solar grade silicon focusing on performance limiting impurities. The project will focus on both reduction of the impurity levels through improved refining processes, and by developing strategies and processes to mitigate their effect. New and improved thermal wafer cleaning processes will be developed to reduce the concentration of performance limiting metallic impurities in emerging low temperature cell processes.