Prof. Dr. Dieter Franke

Nachhaltige IngenieurwissenschaftInsbesondere Energieeffizienz / Regenerative Energien

Forschungsgebiet

Regenerative Energien

Photovoltaik

Windräder

Energieeinsparung und Energieeffizienz

Kontakt

Hochschule Bonn-Rhein-Sieg
E-Mail: 
dieter.franke [at] h-brs.de

Sankt Augustin

Grantham-Allee 20
53757
Sankt Augustin
Raum: 
B 253

Profil

Arbeitsschwerpunkte:

Energieeffizienz: Energieeffiziente Wohngebäude / Effiziente Energieerzeugung und Nutzung

Erneuerbare Energien: Grundlagen der Erneuerbaren Energien und Nachhaltigkeit

Photovoltaik: Planung von Photovoltaik-Anlagen, Fehlererkennung und Ertragsoptimierung

Kleine Windkraftanlagen: Konstruktion und Bau, Funktionstests

Lebenslauf

Diplomstudiengang Maschinenbau an der RWTH Aachen

Promotion zum Dr.-Ing. an der RWTH Aachen

Leiter der Projektgruppe Siliziumkristallisation und Photovoltaik in einem privatwirtschaftlichen Forschungszentrum in Aachen

Leiter der Technologie Strategie in der Global R&D bei einem internationalen Hersteller von Solarzellen, PV-Modulen und Komponenten solarthermischer Kraftwerke in Alzenau

Professor für nachhaltige Energienutzung und regenerative Anlagentechnik an der Hochschule Ansbach

seit 10.2012 Professor für Nachhaltige Ingenieurwissenschaft, insbesondere Energieeffizienz/Regenerative Energien an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg

Projekte

ZIM Kooperationsprojekt: Entwicklung eines Verfahrens zur standort- und zeitbezogenen Ertragsprognose von Photovoltaikmodulen (LED-Flasher)

Partner: J.v.G. Thoma GmbH, Freystadt; S-C-I DATA, Lehrberg

Laufzeit: 01.04.2014 – 31.03.2016

 

FH-Basis 2012 Geräteprogramm des Ministerium für Wissenschaft und Forschung des Landes NRW: LED Lichtquelle zum Test von Photovoltaikmodulen

 

Anwendung neuartiger halbleitender Nanopartikel für flexible Solarzellen.

Phase B: Durchführung von Verfahrenstests und Herstellung einer Demonstrator-Solarzelle aus Siliziumpulver

Partner:     Degussa S2B Center, Marl

Laufzeit:    01.11.2005 – 31.08.2006

 

SPEED –Grundlagenuntersuchungen und Prozessentwicklung zur Kristallisation von multi-kristallinem Silizium mit stark erhöhter Erstarrungsgeschwindigkeit und Blockgewichten bis zu 1000kg basierend auf dem Soplin-Verfahren

Partner:     Deutsche Solar AG, Freiberg; FCT–Ceramics, Rauenstein

Laufzeit:    01.09.2005 – 31.08.2008

 

Anwendung neuartiger halbleitender Nanopartikel für flexible Solarzellen.

Phase A: Konzeptanalyse und Vorbereitung von "proof of concept" für Verfahren zur Herstellung von low cost Solarzellen aus Silizium Nanomaterialien

Partner:     Degussa S2B Center, Marl

Laufzeit:    01.06.2005 – 30.09.2005

 

Anwendung neuartiger halbleitender Nanopartikel für flexible Solarzellen.

Pre-Phase A: Explorative, konzeptionelle Arbeiten zur Verwendung neuartiger halbleitender Nanopartikel für flexible Solarzellen

Partner:     Degussa S2B Center, Marl

Laufzeit:    01.10.2004 – 31.03.2005

 

Integrative Prozesssimulation des EFG-Folienziehens

Partner:     RWE-SCHOTT Solar, Alzenau und Billerica; ETP Universität Hannover

Laufzeit:    04.04.2004 – 31.03.2007

 

Alternatives Silizium für Solarzellen (ASIS)

Teilprojekt 9: Modellbildung, Simulation und Experimente zu speziellen mechanischen Eigenschaften von Siliziumscheiben und Solarzellen

Partner:     Fraunhofer ISE, Freiburg; ISFH, Hameln; Universität Konstanz; Universität Göttingen; Universität Kiel; MPI für Mikrostrukturphysik, Halle; Institut für Halbleiterphysik, Frankfurt/Oder; TU–Bergakademie Freiberg; Universität Erlangen-Nürnberg; RWE-Schott Solar, Alzenau; Shell Solar, München; Deutsche Solar, Freiberg

Laufzeit:    01.10.2002 – 30.09.2005

 

Numerische Simulation zur Auslegung, Konstruktion und Prozessoptimierung eines TCVP Ofens

Partner:     Deutsche Solar AG, Freiberg; FCT-Ceranics, Rauenstein

Laufzeit:    01.03.2002 – 29.02.2004

 

Simulation des EFG Wachstums

Partner:     RWE-SCHOTT Solar, Alzenau und Billerica; TU–Bergakademie Freiberg

Laufzeit:    01.07.2001 – 30.09.2003

 

Gessica II: Entwicklung von multikristallinem Solarsilizium mit hohem photovoltaischem Wirkungsgrad und verbesserter Prozessausbeute

Teilprojekt: Numerische Makro- und Mikrosimulation der Kristallisation

Partner:     Deutsche Solar AG, Freiberg; TU–Bergakademie Freiberg; Fraunhofer ISE, Freiburg; Institut für Kristallzüchtung Berlin

Laufzeit:    01.01.2001 – 31.12.2003

 

RGSolar

Partner:     ECN Solar Energy, Petten NL

Laufzeit:    01.10.2000 ­ 31.09.2003

 

Numerical Simulation of Dislocation Densities in String Ribbons, Part I

Partner:     Evergreen Solar Inc., Waltham

Laufzeit:    01.04.2000 – 11.09.2000

 

Kostengünstige kristalline Siliziumscheiben und Folien für Solarzellen (KoSi)

Teilprojekt 9: Numerische Simulation des Einflusses einer thermomechanischen Belastung auf das Mikrogefüge von Siliziumwafern bei Solarzellprozessen

Partner:     Fraunhofer ISE, Freiburg; ISFH, Hameln; Universität Konstanz; Universität Göttingen; Universität Kiel; MPI für Mikrostrukturphysik, Halle; Institut für Halbleiterphysik, Frankfurt/Oder; TU–Bergakademie Freiberg; Universität Erlangen-Nürnberg; RWE-Schott Solar, Alzenau; Shell Solar, München; Deutsche Solar, Freiberg

Laufzeit:    01.10.1999 – 30.09.2002

 

Numerische Simulation variierender Prozeßbedingungen in einer Bridgeman Anlage mit heat switch

Partner:     Bayer AG, Krefeld

Laufzeit:    02.11.1998 – 31.12.1998

 

Manuelles Löten von verzinnten Kupferbändern für ein Flußmittel und eine Wärmequelle

Partner:     Saint Gobain Glass Solar, Aachen

Laufzeit:    01.10.1998 – 30.11.1998

 

Numerische Simulation zur Unterstützung der Diskussion über den Einbau eines „heat switch“ in Bridgeman Anlagen

Partner:     Bayer AG, Krefeld

Laufzeit:    03.08.1998 – 30.10.1998

 

Numerische Modellierung des GESSICA -Blockguss III-

Partner:     Bayer AG, Krefeld

Laufzeit:    01.10.1996 – 31.12.1998

 

Multikristalline Siliziummaterialien für effiziente Solarzellen: Erarbeitung von Handlungs-strategien mittels Experiment und Modellbildung (DIXSI)

Teilprojekt 4: Numerische Simulation der Versetzungsentstehung in multikristallinem Silizium

Partner:     Fraunhofer ISE, Freiburg; Universität Kiel; Universität Erlangen-Nürnberg; MPI für Mikrostrukturphysik, Halle; Institut für Kristallzüchtung Berlin; Universität Köln; Universität Göttingen; Institut für Halbleiterphysik, Frankfurt/Oder; TU–Bergakademie Freiberg; University of California, Berkeley; Angewandte Solarenergie ASE GmbH, Alzenau; Bayer AG, Krefeld; Bayer Solar GmbH, Freiberg; Siemens AG, München

Laufzeit:    01.10.1996 – 30.09.1999

 

Verfahrensoptimierung bei der Silizium Blockerstarrung –numerische Modellierung II–

Partner:     Bayer AG, Krefeld; TU–Bergakademie Freiberg

Laufzeit:    01.01.1995 – 31.12.1996

 

Numerische Modellierung thermischer Effekte bei Produktion und Einsatz von Solarmodulen

Partner:     Pilkington Solar International GmbH, Köln; Institut für Licht- und Bautechnik, FH Köln

Laufzeit:    01.12.1994 – 30.04.1996

 

Solarmodule aus polykristallinem Silizium

Partner:     SunWare, Duisburg

Laufzeit:    01.10.1992 – 30.06.1995

 

Verfahrensoptimierung bei der Silizium Blockerstarrung –rechnerische Simulation–

Partner:     Bayer AG, Krefeld; TU–Bergakademie Freiberg

Laufzeit:    01.05.1992 – 31.03.1994

Publikationen

Auszug wissenschaftlicher Arbeiten:

G. Schierning, R. Theissmann, H. Wiggers, D. Sudfeld, A. Ebbers, D. Franke, V.T. Witusiewicz, M. Apel (2008)

Microcrystalline Silicon Formation by Silicon Nanoparticles

In: Journal of Applied Physics, 103, 084305

 

H. Behnken, D. Franke (2006)

Time dependent fracture behavior in fast mechanical testing of silicon wafers

In Proc.: 4th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, Hawaii, USA (May 7-12, 2006), p. 1207-1210

 

H. Behnken, D. Franke, H. Kasjanow, A. Nikanorov, A. Seidl (2006)

Three dimensional coupled simulation of induction heated EFG crystallisation process

In Proc.: 4th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, Hawaii, USA (May 7-12, 2006), p. 1175-1178

 

H. Kasjanow, A. Nikanorov, B. Nacke, H. Behnken, D. Franke, A. Seidl (2006)

Three dimensional Numerical Modelling of Edge-Defined Film-Fed Growth (EFG) System

In Proc.: Sendai Conf. 2006

 

D. Franke, H. Behnken, T. Bähr (2005)

Modelling the Crystal Growth of mc-Silicon

In Proc.: 15th Workshop on Crystalline Silicon Solar Cells and Modules: Materials and Processes, Vail, Colorado, USA (Aug. 7-10, 2005)

 

H. Behnken, A. Seidel, D. Franke (2005)

A 3D dynamic stress model for the growth of hollow silicon polygons

In: Journal of Crystal Growth, 275, e375-e380

 

D. Franke (2004)

Möglichkeiten und Grenzen numerischer Simulation bei der Kristallzüchtung

In: Freiberger Forschungshefte, Hrsg.: H.-J. Möller und G. Roewer, B327, Werkstofftechnologie 2004, Freiberger Siliciumtage 2003, p. 56-67

 

H. Behnken, R. Tiefers, W. Krühler, A. Froitzheim, G. Hahn, D. Franke (2004)

Influence of saw damage etching on the mechanical stability of multi-crystalline wafers

In Proc.: 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Paris, France (07.-11.06.2004), p. 1123-1126

 

J.P. Rakotoniaina, O. Breitenstein, M.H. Al Rifai, D. Franke, A. Schneider (2004)

Detection of cracks in silicon wafers and solar cells by lock-in ultrasound thermography

In Proc.: 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Paris, France (07.-11.06.2004), p. 640-643

 

W. Koch, A. L. Endrös, D. Franke, C. Häßler, J. P.  Kaleis, H.-J. Möller (2003)

Bulk Crystal Growth and Wafering for PV

In: Handbook of Photovoltaic Science and Engineering, Eds.: A. Luque and S. Hegedus, John Wiley&Sons Ltd, p. 205-254

 

D. Franke (2003)

Rise of Dislocation Density in Crystalline Silicon Wafers during Diffusion Processing

In Proc.: 3th World Conference and Exhibition on Photovoltaic Solar Energy Conversion, Osaka, Japan (11.-18.05.2003), p. 1344-1347

 

H. Behnken, M. Apel, D. Franke (2003)

Simulation of Mechanical Stress during Bending Tests for Crystalline Wafers

In Proc.: 3th World Conference and Exhibition on Photovoltaic Solar Energy Conversion, Osaka, Japan (11.-18.05.2003), p. 1308-1311

 

T. Rettelbach, D. Franke, A. Müller (2002)

Numerical Simulations of Silicon Melting and Ingot Crystallisation for Process Control and Process Development

In Proc.: 17th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, ICM Munich  (22.-26.10.2001), p. 1834-1837

 

D. Franke (2002)

Simulation of Thermal Stress and the Influence of Cracks on Solar Wafer Breakage

In Proc.: 17th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, ICM Munich  (22.-26.10.2001), p. 1830-1833

 

D. Franke (2002)

Numerische Prozesssimulation am Beispiel der gerichteten Erstarrung von Solarsilicium

In: Freiberger Forschungshefte, B321, Hrsg.: H.-J. Möller, Freiberg: Technische Universität Bergakademie Freiberg, p. 23-30

 

M. Apel, D. Franke, I. Steinbach (2002)

Simulation of the Crystallisation of Silicon Ribbons on Substrate

In: Solar Energy Materials and Solar Cells, 72, Elsevier Science, p. 201-208

 

D. Franke, T. Rettelbach, C. Häßler, W. Koch, A. Müller (2002)

Silicon Ingot Casting: Process Development by Numerical Simulations

In: Solar Energy Materials and Solar Cells, 72, Elsevier Science, p. 83-92

 

I. Steinbach, M. Apel, T. Rettelbach, D. Franke (2002)

Numerical Simulations for Silicon Crystallisation Processes -Examples from Ingot and Ribbon Casting-

In: Solar Energy Materials and Solar Cells, 72, Elsevier Science, p. 59-68

 

C. Häßler, G. Stollwerck, W. Koch, W. Krumbe, A. Müller, D. Franke, T. Rettelbach (2001)

Multicrystalline Silicon for High Efficiency Solar Cells: Process Development by Numerical Simulations

In: Advanced Materials, 13, No. 23, WILEY-VCH, p. 1815-1819

 

D. Franke (2001)

Numerische Simulation der Versetzungsmultiplikation in multikristallinem Silicium aus der gerichteten Blockkristallisation

Dissertation RWTH Aachen, Shaker Verlag, Aachen, ISBN 3-8265-8585-2

 

D. Franke, M. Apel (2000)

Change of Dislocation Density in Silicon Wafers During Thermal Processing

In Proc.: 28th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, Anchorage, Alaska, USA (15.-22.09.2000), p. 237-240

 

D. Franke, M. Apel, C. Häßler, W. Koch (2000)

Effect of Multicrystalline Structure on Dislocation Multiplication in Cast Silicon

In Proc.: 16th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, Glasgow, United Kingdom (01.-05.05.2000), p. 1317-1320

 

M. Apel, D. Franke, I. Steinbach (2000)

Numerical Simulation of Multicrystalline Silicon Ingo Casting: Grain Growth and Selection

In Proc.: 16th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, Glasgow, United Kingdom (01.-05.05.2000), p. 1313-1316

 

C. Häßler, E.-U. Reisner, W. Koch, A. Müller, D. Franke, T. Rettelbach (1999)

Low Dislocation Density Multicrystalline Silicon for Photovoltaic Application

In: Solid State Phenomena , Eds.: J. H. Werner, H. P. Strunk, H. W. Schock, 67-68, Polycrystalline Semiconductors V - Bulk Materials, Thin Films and Devices -, p. 447-452

 

D. Franke, C. Häßler, W. Koch, J. Liebermann (1998)

Dislocation Modeling in Cast Multicrystalline Silicon

In Proc.: 2nd World Conference and Exhibition on Photovoltaic Solar Energy Conversion, Vienna, Austria (06.-10.07.1998), p. 108-111

 

D. Franke, T. Rettelbach, F. Pezzolla, J. Liebermann, M. Apel (1998)

Numerical Simulation of the Grain Selection and Grain Size Distribution in Directional Solidified Multicrystalline Silicon

In Proc.: 2nd World Conference and Exhibition on Photovoltaic Solar Energy Conversion, Vienna, Austria (06.-10.07.1998), p. 112-115

 

M. Diemer, D. Franke (1998)

Modelling of Thermal Stresses Near the Liquid-Solid Phase Boundary

In Proc.: 8th Conference on Modelling of Casting, Welding and Advanced Solidification, San Diego, USA (07.-12.06.1998), p. 907-914

 

D. Franke, C. Häßler, W. Koch (1997)

Numerical Modelling of Thermomechanical Stress in Silicon Wafers During Thermal Processing

In Proc.: 14th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Barcelona, Spain (30.06-04.07.1997), p. 123-126

 

D. Franke, I. Steinbach, W. Krumbe, J. Liebermann, W. Koch, H.-J. Möller (1996)

Thermal and Microstructural Modelling for Casts Silicon

In Proc.: Sixth Workshop on The Role of Impurities and Defects in Silicon Device Processing, Snowmass Village, Colorado, USA (12.-14.08.1996), p. 214-216

 

D. Franke, I. Steinbach, W. Krumbe, J. Liebermann, W. Koch (1996)

Concept for an Online Material Quality Control by Numerical Simulation of a Silicon Ingot Solidification Process

In Proc.: 25th Photovoltaic Specialists Conference, Washington DC, USA (13.-17.05.1996), p. 545-548

 

W. Krumbe, C. Häßler, J. Liebermann, R. Knobel, H.-J. Möller, M. Gosh, D. Franke, I. Steinbach (1996)

Entwicklung von multikristallinem Silicium für hohe Wirkungsgrade

In: Statusseminar Photovoltaik 1996, Projektträger Biologie, Energie, Ökologie des Bundesministeriums für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie, Forschungszentrum Jülich GmbH, Bad Breisig, Deutschland (23.-25.04.1996), p. 2/1-2/8

 

D. Franke, I. Steinbach, W. Krumbe, J. Liebermann, W. Koch (1995)

Numerical Modeling of the Dislocation Density of High Quality Casts Silicon Ingot Material

In Proc.: 13th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Nice, France (23.-27.10.1995), p. 458-460

 

I. Steinbach, F. Pezzolla, D. Franke (1995)

Microskopic Modelling of the Growth of Silicon Crystals From the Melt

In Proc.: 13th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Nice, France (23.-27.10.1995), p. 444-446

 

D. Franke, I. Steinbach (1994)

Calculation of Thermal Stress During the Soldering of Solar Cells

In Proc.: IEEE First World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, Waikoloa, Hawaii, USA (05.-09.12.1994), p. 1458-1461

 

I. Steinbach, D. Franke, W. Krumbe, J. Liebermann (1994)

A Virtual Crystallization Furnace for Solar Silicon

In Proc.: IEEE First World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, Waikoloa, Hawaii, USA (05.-09.12.1994), p. 1270-1273