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太陽電池用高品質シリコン多結晶インゴットの成長技術の開発

Research Project

Project/Area Number 14F04356
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Crystal engineering
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

宇佐美 徳隆  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20262107)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) GOVINDAN ANANDHA BABU  名古屋大学, 工学研究科, 外国人特別研究員
GOVINDAN Anandha Babu  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2014: ¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000)
Keywords国際研究者交流 インド / シリコン多結晶 / 太陽電池 / 国際研究者交流 インド
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、太陽電池用高品質多結晶インゴットの成長法として、ルツボ底部に粒状シリコンを一層のみ敷き詰めた後、その上からさらに窒化珪素離型剤をコーティングし、その後は一般的なキャスト法と同様に原料をすべて溶かしインゴットを成長する方法を提案している。この方法で目指す多結晶は、直径数mm程度の均質な微細粒と、高いランダム粒界密度を有する。ランダム粒界により結晶中の歪みが緩和されることで転位発生が抑制される。一般的な製造法と比較して、本研究提案の手法では、種結晶を使用しないため、種結晶を溶融させないための精密な温度制御は不要である。また、種結晶を介した不純物拡散の増加がないため歩留りの低下が抑えられると考えられる。さらに、核生成制御にシリコンを使用するため、インゴットへの不純物混入を避けることができる。
本年度は、底に敷き詰めるシリコンの形状を直径1~数mm程度の粒状、不定形のチャンクを用いて成長を行い、その効果について検討した。その結果、いずれの結晶でも、従来技術で成長した結晶よりも転位密度が低下することが分かった。転位密度のインゴット下部から上部に向かう増加率は、チャンクを用いた場合の方が粒状シリコンと比較して大きいことがわかった。粒状シリコンおよびチャンクを用いて成長した結晶では、インゴット端部の不純物汚染領域の幅が、従来法と比較して低下した。この結果は、核生成制御にシリコンを使用することにより、インゴットへの不純物混入を避けることができるという予測を実証するものである。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Towards optimized nucleation control in multicrystalline silicon ingot for solar cells2017

    • Author(s)
      G. Anandhababu, I. Takahashi, T. Muramatsu, and N. Usami
    • Journal Title

      Journal of Crystal Growth

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Improved multicrystalline silicon ingot quality using single layer silicon beads coated with silicon nitride as seed layer2016

    • Author(s)
      G .Anandhababu, I. Takahashi, S. Matsushima, and N. Usami
    • Journal Title

      Journal of Crystal Growth

      Volume: 441 Pages: 124-130

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2016.02.021

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Towards optimized nucleation control in multicrystalline silicon ingot for solar cells2016

    • Author(s)
      G.Anandha babu, I.Takahashi, T.Muramatsu, and N.Usami
    • Organizer
      The 18th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy
    • Place of Presentation
      Nagoya
    • Year and Date
      2016-08-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] On the growth mechanism of a muticrystalline silicon ingot with small grains by using single layer silicon beads2016

    • Author(s)
      T. Muramatsu, I.Takahashi, G.Anandha Babu, and N.Usami
    • Organizer
      The 18th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy
    • Place of Presentation
      Nagoya
    • Year and Date
      2016-08-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Siビーズ核形成層によるハイパフォーマンス多結晶Siの育成2016

    • Author(s)
      村松哲郎、高橋勲、G. Anandha babu、宇佐美徳隆
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Low density of dislocation clusters in high performance multicrystalline silicon ingots2015

    • Author(s)
      G .Anandhababu, I. Takahashi, S. Matsushima, and N. Usami
    • Organizer
      25th International Photovoltaic Science and Engineering Conference and Exhibition Global Photovoltaic Conference 2015
    • Place of Presentation
      Busan, Korea
    • Year and Date
      2015-11-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Patent(Industrial Property Rights)] シリコンインゴット及びその製造方法2015

    • Inventor(s)
      宇佐美 徳隆、高橋 勲、アナンダ ゴビンダン バブ
    • Industrial Property Rights Holder
      宇佐美 徳隆、高橋 勲、アナンダ ゴビンダン バブ
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2015-195801
    • Filing Date
      2015-10-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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