Fraunhofer IISB bereitet Weltraumexperiment ParSiWal vor

Besseres Verständnis für Partikeleinbau bei Siliziumkristallen für die PV

22. Februar 2012, 12:23 Uhr | Carola Tesche
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Einfluss der Schwerkraft auf die Strömung in der Siliziumschmelze

Hier kommt nun die Schwerelosigkeit ins Spiel. Die Schwerkraft hat einen maßgeblichen Einfluss auf die Strömung in der Siliziumschmelze, die ihrerseits wiederum die Verteilung der Partikel im Schmelzvolumen bestimmt. Die Schwerkraft wirkt auch direkt auf die Partikel und lässt sie beispielsweise absinken, wenn die Partikel eine höhere Dichte besitzen als die Schmelze, was bei den SiC-Partikeln in der Siliziumschmelze auch der Fall ist. Im Weltall unter Schwerelosigkeit sind diese schwerkraftgetriebenen Effekte jedoch ausgeschaltet. Das verringert die Komplexität der Vorgänge erheblich und erleichtert damit auch deren physikalische Beschreibung. Somit lässt sich unter Schwerelosigkeit prüfen, ob die existierenden Theorien für den Partikeleinfang auch bei Silizium gültig sind und ob diese Theorien für Silizium zu erweitern sind, um bislang noch nicht berücksichtigte physikalische Effekte zu erfassen.

Das Akronym ParSiWal steht für »Bestimmung der kritischen Einfanggeschwindigkeit von Partikeln bei der gerichteten Erstarrung von Solarsilizium im Weltall«. ParSiWal ist eines der wissenschaftlichen Experimente, die während des Fluges der Forschungsrakete TEXUS 51 durchgeführt werden. In dem seit 1976 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) über das DLR-Raumfahrtmanagement geförderten TEXUS-Programm (Technologie-Experimente unter Schwerelosigkeit) wird mit Hilfe von Forschungsraketen für etwa sechs Minuten Experimentierzeit eine annähernde Schwerelosigkeit erreicht. Die Forschungsrakete startet von Esrange bei Kiruna in Nordschweden und erreicht in ihrem ballistischen Flug eine Gipfelhöhe von bis zu 270 km. Die Nutzlast landet etwa 20 Minuten nach dem Start am Fallschirm und wird anschließend per Hubschrauber geborgen.


  1. Besseres Verständnis für Partikeleinbau bei Siliziumkristallen für die PV
  2. Einfluss der Schwerkraft auf die Strömung in der Siliziumschmelze
  3. Variation der Verfahr- bzw. Kristallisationsgeschwindigkeit

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