Search

Silber-Glas-Dispersionen werden in der Herstellung von Solarzellen zur Ausbildung des Vorderseitenkontaktes großtechnisch seit vielen Jahren eingesetzt. Nichtsdestotrotz ist der Kontaktbildungsmechanismus bis jetzt nicht vollständig verstanden. In dieser Arbeit wurden Lösungs-, Transport- und Ausscheidungsprozesse von silberhaltigen Glasschmelzen in Silber-Glas-Dispersionen während der thermischen Kontaktierung von multikristallinem Silicium untersucht. Hierfür wurden systematisch Änderungen in der Zusammensetzung der Silber-Glas-Dispersionen sowie der hierfür verwendeten Gläser durch geführt, um Einzeleffekte zu separieren. Die Gläser wurden mit Silber zu Modelldispersionen verarbeitet und auf Siliciumwafer zu Herstellung von Solarzellen mittels Siebdruck abgeschieden und eingebrannt. Sowohl die Einzelkomponenten als auch die hergestellten Dispersionen wurden hinsichtlich ihrer thermisch aktivierten, linearen Schwindung untersucht. Die hergestellten Solarzellen wurden elektrisch sowie mittels FESEM in ihrer Mikrostruktur charakterisiert. Es konnten Zusammenhänge zwischen diesen Untersuchungen hinsichtlich der Silberlösung im Glas unter Oxidation, dem Silbertransport im Glas mittels Diffusion oder Konvektion sowie der Silberausscheidung unter Reduktion an der Waferoberfläche hergestellt und Einzeleffekte für den Silbertransport während des Einbrandes von Solarzellen identifiziert werden.

Silber-Glas-Dispersionen werden in der Herstellung von Solarzellen zur Ausbildung des Vorderseitenkontaktes großtechnisch seit vielen Jahren eingesetzt. Nichtsdestotrotz ist der Kontaktbildungsmechanismus bis jetzt nicht vollständig verstanden. In dieser Arbeit wurden Lösungs-, Transport- und Ausscheidungsprozesse von silberhaltigen Glasschmelzen in Silber-Glas-Dispersionen während der thermischen Kontaktierung von multikristallinem Silicium untersucht. Hierfür wurden systematisch Änderungen in der Zusammensetzung der Silber-Glas-Dispersionen sowie der hierfür verwendeten Gläser durch geführt, um Einzeleffekte zu separieren. Die Gläser wurden mit Silber zu Modelldispersionen verarbeitet und auf Siliciumwafer zu Herstellung von Solarzellen mittels Siebdruck abgeschieden und eingebrannt. Sowohl die Einzelkomponenten als auch die hergestellten Dispersionen wurden hinsichtlich ihrer thermisch aktivierten, linearen Schwindung untersucht. Die hergestellten Solarzellen wurden elektrisch sowie mittels FESEM in ihrer Mikrostruktur charakterisiert. Es konnten Zusammenhänge zwischen diesen Untersuchungen hinsichtlich der Silberlösung im Glas unter Oxidation, dem Silbertransport im Glas mittels Diffusion oder Konvektion sowie der Silberausscheidung unter Reduktion an der Waferoberfläche hergestellt und Einzeleffekte für den Silbertransport während des Einbrandes von Solarzellen identifiziert werden.

Silber-Glas-Dispersionen werden in der Herstellung von Solarzellen zur Ausbildung des Vorderseitenkontaktes großtechnisch seit vielen Jahren eingesetzt. Nichtsdestotrotz ist der Kontaktbildungsmechanismus bis jetzt nicht vollständig verstanden. In dieser Arbeit wurden Lösungs-, Transport- und Ausscheidungsprozesse von silberhaltigen Glasschmelzen in Silber-Glas-Dispersionen während der thermischen Kontaktierung von multikristallinem Silicium untersucht. Hierfür wurden systematisch Änderungen in der Zusammensetzung der Silber-Glas-Dispersionen sowie der hierfür verwendeten Gläser durch geführt, um Einzeleffekte zu separieren. Die Gläser wurden mit Silber zu Modelldispersionen verarbeitet und auf Siliciumwafer zu Herstellung von Solarzellen mittels Siebdruck abgeschieden und eingebrannt. Sowohl die Einzelkomponenten als auch die hergestellten Dispersionen wurden hinsichtlich ihrer thermisch aktivierten, linearen Schwindung untersucht. Die hergestellten Solarzellen wurden elektrisch sowie mittels FESEM in ihrer Mikrostruktur charakterisiert. Es konnten Zusammenhänge zwischen diesen Untersuchungen hinsichtlich der Silberlösung im Glas unter Oxidation, dem Silbertransport im Glas mittels Diffusion oder Konvektion sowie der Silberausscheidung unter Reduktion an der Waferoberfläche hergestellt und Einzeleffekte für den Silbertransport während des Einbrandes von Solarzellen identifiziert werden.

Bei der Herstellung von Pulvermetall-Bauteilen werden dem Metallpulver Presshilfsmittel beigemischt, um die Verarbeitbarkeit der Pulver beim Einfüllen und Pressen im Presswerkzeug zu verbessern. Bei Eisenwerkstoffen wurde vorwiegend Zinkstearat eingesetzt. Rückstände nach der Zersetzung der organischen Bestandteile können allerdings nachteilige Auswirkungen auf die mechanischen und physikalischen Eigenschaften der Grünlinge und der gesinterten Bauteile ausüben. Bei der GKN Sinter Metals in Bruneck wird dieses Presshilfsmittel ersetzt. Als Ersatz dafür werden Kenolube P11, High Density Lube (HDL) und Low Density Lube (LDL) eingesetzt. In der vorliegenden Arbeit werden diese 3 Presshilfsmittel und deren Auswirkungen auf die Eigenschaften des Metallpulvers, der gepressten Grünlinge und der gesinterten Pulvermetall-Bauteile untersucht. Als weitere Additive wird die Auswirkung der Zugabe von Fällungskieselsäure (Aerosil) und Graphit untersucht. Als Metallpulver werden ein Eisenbasispulver mit 1,5% Molybdän, 2% Kupfer (durch partielle Diffusion gebunden) und 0,6% Kohlenstoff C, ein nicht legiertes Eisenpulver mit 2% eingemischtem Kupfer Zusatz und 0,45%, 0,65% und 0,80% C, eine Mischung aus 80% reinem Eisenpulver und 20% mit 2% Kupfer diffusionslegiertem Eisenpulver mit C-Gehalten von 0,6% sowie ein Eisenpulver mit 1,7% Kupfer, durch einen speziellen Binder verklebt, und 0,7% C verwendet. Mit diesen Metallpulvern werden 20 verschiedene Pulvermischungen mit unterschiedlichen Gehalten an Additiven hergestellt und die Fülldichte, Fließzeit und Verdichtbarkeit untersucht. Mit den Metallpulver-Mischungen werden Grünlinge hergestellt und die Press- und Ausstoßkräfte für Dichten von 6,9 g/cm3 und 7,1 g/cm3 sowie die Grünfestigkeit (radiale Bruchfestigkeit) ermittelt. Die Grünlinge werden bei 1120°C in Wasserstoff-haltiger Schutzgas-Atmosphäre (Endogas) gesintert und das Maßverhalten, d.h. die Änderung der Abmessungen im Zuge des Sintervorgangs, die Porosität, die Gefüge-Ausbildu, Philipp Mair, Kurzfassung in englischer Sprache, Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers, Masterarbeit Universität Innsbruck 2017

Bei der Herstellung von Pulvermetall-Bauteilen werden dem Metallpulver Presshilfsmittel beigemischt, um die Verarbeitbarkeit der Pulver beim Einfüllen und Pressen im Presswerkzeug zu verbessern. Bei Eisenwerkstoffen wurde vorwiegend Zinkstearat eingesetzt. Rückstände nach der Zersetzung der organischen Bestandteile können allerdings nachteilige Auswirkungen auf die mechanischen und physikalischen Eigenschaften der Grünlinge und der gesinterten Bauteile ausüben. Bei der GKN Sinter Metals in Bruneck wird dieses Presshilfsmittel ersetzt. Als Ersatz dafür werden Kenolube P11, High Density Lube (HDL) und Low Density Lube (LDL) eingesetzt. In der vorliegenden Arbeit werden diese 3 Presshilfsmittel und deren Auswirkungen auf die Eigenschaften des Metallpulvers, der gepressten Grünlinge und der gesinterten Pulvermetall-Bauteile untersucht. Als weitere Additive wird die Auswirkung der Zugabe von Fällungskieselsäure (Aerosil) und Graphit untersucht. Als Metallpulver werden ein Eisenbasispulver mit 1,5% Molybdän, 2% Kupfer (durch partielle Diffusion gebunden) und 0,6% Kohlenstoff C, ein nicht legiertes Eisenpulver mit 2% eingemischtem Kupfer Zusatz und 0,45%, 0,65% und 0,80% C, eine Mischung aus 80% reinem Eisenpulver und 20% mit 2% Kupfer diffusionslegiertem Eisenpulver mit C-Gehalten von 0,6% sowie ein Eisenpulver mit 1,7% Kupfer, durch einen speziellen Binder verklebt, und 0,7% C verwendet. Mit diesen Metallpulvern werden 20 verschiedene Pulvermischungen mit unterschiedlichen Gehalten an Additiven hergestellt und die Fülldichte, Fließzeit und Verdichtbarkeit untersucht. Mit den Metallpulver-Mischungen werden Grünlinge hergestellt und die Press- und Ausstoßkräfte für Dichten von 6,9 g/cm3 und 7,1 g/cm3 sowie die Grünfestigkeit (radiale Bruchfestigkeit) ermittelt. Die Grünlinge werden bei 1120°C in Wasserstoff-haltiger Schutzgas-Atmosphäre (Endogas) gesintert und das Maßverhalten, d.h. die Änderung der Abmessungen im Zuge des Sintervorgangs, die Porosität, die Gefüge-Ausbildu, Philipp Mair, Kurzfassung in englischer Sprache, Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers, Masterarbeit Universität Innsbruck 2017