Den største utfordringen for fremtidens solceller laget av silisium, er å få til en økt forbedring av krystallkvalitet og -utbytte. Czochralski-prosessen har vært forbedret og optimalisert for masseproduksjon av krystaller med diameter 6-8 tommer og med en vekt på opptil 150 kg. I denne prosessen smeltes silisium-råmaterialet i en høyren kvartsdigel og en sylindrisk krystall trekkes opp fra smelteoverflaten med en hastighet på noen få titalls millimeter i timen.
Oppvarmingen av smelten forårsaker oppdrifts-konveksjon. Digelen og krystallen roterer vanligvis i motsatt retning av hverandre med en jevn hastighet. Dette gir opphav til sentrifugalkrefter som motvirker fri konveksjon i smelta. Den resulterende væskestrømmen og varmetransporten i Czochralski-systemet er meget komplekst og i et storskalasystem er strømningene for det meste turbulente. Siden silisium råmaterialet blir smeltet i kvartsdigeler, vil en del oksygen fra kvartsen løses opp i silisiumsmelten og krystallen som trekkes opp av smelten vil ha et signifikant innhold av oksygen.
Solcelleprodusenter ønsker å minimere de negative konsekvensene av oksygen og relaterte oksygendefekter og etterspørselen etter krystaller med lavt oksygennivå vil derfor øke. SUCCESS-prosjekt er et bilateralt samarbeidsprosjekt mellom SINTEF og Institute of Technology Bombay fra India. Prosjektets mål er å utvikle en metode for å produsere krystaller med redusert oksygennivå. Dette ønsker vi å oppnå ved å bruke teknikker for akselerasjon og retardasjon av væskestrømmen i digelen. Ved bruk av numerisk simulering av væskestrømmen ønsker vi å identifisere rotasjonsmønstre som er optimalisert for minst mulig oksygenopptak for deretter å iverksette disse i faktiske krystalliseringsforsøk. Effekten av et lavere oksygennivå vil bli demonstrert på solcelle- og solcellepanelnivå.
