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Formation of polycrystalline silicon by explosive crystallization and its application to solar cells

Research Project

Project/Area Number 15H04154
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Material processing/Microstructural control engineering
Research InstitutionJapan Advanced Institute of Science and Technology

Principal Investigator

Ohdaira Keisuke  北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (40396510)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥16,380,000 (Direct Cost: ¥12,600,000、Indirect Cost: ¥3,780,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2016: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2015: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Keywords多結晶シリコン / 爆発的結晶化 / フラッシュランプアニール / 太陽電池 / 結晶化 / 半導体物性 / 結晶工学
Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to establish a fundamental technology for the solar-cell application of polycrystalline silicon films formed through explosive crystallization taking place during flash lamp annealing of electron-beam-evaporated amorphous silicon films. We have found that the starting points of explosive crystallization can be controlled by intentionally forming thick parts in precursor amorphous silicon films. We have also demonstrated the possibility of forming a polycrystalline silicon film on textured glass substrates and the availability of a structure in which a silicon nitride film was inserted, through which a guideline for the fabrication of high efficiency solar cells has been obtained.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

太陽光発電が世界の基幹電力となるためには、太陽電池製造のより一層のコスト低減が必要である。本研究で確立した多結晶シリコン薄膜形成法を裏面電極型多結晶シリコン太陽電池に応用することができれば、シリコンウェハを使用しない太陽電池を実現することができ、製造工程の大幅な変革と、それに伴うコスト低減が期待される。

Report

(4 results)
  • 2018 Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Crystallization of electron-beam evaporated a-Si films on textured glass substrates by flash lamp annealing2019

    • Author(s)
      Keisuke Kurata and Keisuke Ohdaira
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 58 Issue: SB Pages: SBBF10-SBBF10

    • DOI

      10.7567/1347-4065/aafb51

    • NAID

      120006808913

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of starting point formation on the crystallization of amorphous silicon films by flash lamp annealing2018

    • Author(s)
      Daiki Sato and Keisuke Ohdaira
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 57 Issue: 4S Pages: 04FS05-04FS05

    • DOI

      10.7567/jjap.57.04fs05

    • NAID

      120006764011

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      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of anti-reflection coating on the crystallization of amorphous silicon films by flash lamp annealing2017

    • Author(s)
      Y. Sonoda and K. Ohdaira
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 56 Issue: 4S Pages: 04CS10-04CS10

    • DOI

      10.7567/jjap.56.04cs10

    • NAID

      120006764014

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] フラッシュランプアニールを用いた微結晶Si薄膜の結晶化2019

    • Author(s)
      家後 和美、 大平 圭介
    • Organizer
      第66回応用物理学会春季学術講演会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 表面粗さを変化させたテクスチャガラス基板が電子線蒸着非晶質Si膜のFLAでの結晶化機構に与える影響2019

    • Author(s)
      倉田 啓佑、 大平 圭介
    • Organizer
      第66回応用物理学会春季学術講演会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] フラッシュランプアニールによる微結晶Si薄膜の結晶化2018

    • Author(s)
      家後 和美、 大平 圭介
    • Organizer
      平成30年度応用物理学会 北陸・信越支部 学術講演会
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  • [Presentation] テクスチャガラス基板が電子線蒸着非晶質Si膜のFLAでの結晶化機構に与える影響2018

    • Author(s)
      倉田 啓佑、大平 圭介
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      第79回応用物理学会秋季学術講演会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Crystallization of electron-beam evaporated a-Si films on textured glass substrates by flash lamp annealing2018

    • Author(s)
      Keisuke Kurata and Keisuke Ohdaira
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      2018 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2018)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] テクスチャガラス基板上に堆積したEB蒸着非晶質Si膜のFLAによる結晶化2018

    • Author(s)
      倉田 啓佑、大平 圭介
    • Organizer
      日本学術振興会第175委員会 第15回「次世代の太陽光発電システム」シンポジウム
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] フラッシュランプアニールによる太陽電池用多結晶シリコン膜形成2018

    • Author(s)
      大平 圭介
    • Organizer
      第4回有機・無機エレクトロニクスシンポジウム
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] フラッシュランプアニールによるa-Si膜の結晶化に対する起点部の膜厚の影響2018

    • Author(s)
      佐藤 大暉、大平 圭介
    • Organizer
      第65回応用物理学会春季学術講演会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] テクスチャガラス基板上EB蒸着非晶質Si膜のFLAでの結晶化における製膜時の基板温度の影響2018

    • Author(s)
      倉田 啓佑、大平 圭介
    • Organizer
      第65回応用物理学会春季学術講演会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] テクスチャガラス基板上での電子線蒸着非晶質Si膜のFLAによる結晶化2017

    • Author(s)
      倉田 啓佑、大平 圭介
    • Organizer
      平成29年度応用物理学会北陸・信越支部学術講演会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Ignition control of the explosive crystallization of amorphous silicon films by flash lamp annealing2017

    • Author(s)
      Daiki Sato and Keisuke Ohdaira
    • Organizer
      27th International Photovoltaic Science and Engineering Conference
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of starting point formation on the crystallization of amorphous silicon films by flash lamp annealing2017

    • Author(s)
      Daiki Sato and Keisuke Ohdaira
    • Organizer
      2017 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2017)
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] フラッシュランプアニールによるa-Si膜の結晶化に対する基板端部への起点作製の効果2017

    • Author(s)
      佐藤 大暉、大平 圭介
    • Organizer
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] フラッシュランプアニールによるa-Si薄膜の結晶化における起点作製の効果2017

    • Author(s)
      佐藤 大暉、大平 圭介
    • Organizer
      日本学術振興会第175委員会 第14回「次世代の太陽光発電システム」シンポジウム
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] フラッシュランプアニールによるCat-CVD a-Si膜の結晶化への起点作製の効果2017

    • Author(s)
      佐藤 大暉、大平 圭介
    • Organizer
      第14回Cat-CVD研究会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] FLAでのpoly-Si形成におけるSiNx反射防止膜および照射方向の結晶構造への影響2017

    • Author(s)
      園田 裕生、大平 圭介
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] フラッシュランプアニールによるa-Si膜の結晶化における起点制御の検討2017

    • Author(s)
      佐藤 大暉、大平 圭介
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] FLA でのa-Siの結晶化における反射防止膜利用によるパルス光エネルギー低減2016

    • Author(s)
      園田 裕生、大平 圭介
    • 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、東京都、目黒区
    • Year and Date
      2016-03-19
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] フラッシュランプアニールでのa-Siの結晶化における反射防止膜の効果2016

    • Author(s)
      園田 裕生、大平 圭介
    • Organizer
      日本学術振興会第175委員会 第13回「次世代の太陽光発電システム」シンポジウム
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] フラッシュランプアニールでのa-Siの結晶化におけるCat-CVDで作製したSiNx膜の反射防止効果2016

    • Author(s)
      園田 裕生、大平 圭介
    • Organizer
      第13回Cat-CVD研究会
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] FLA でのa-Siの結晶化におけるSiNx反射防止膜とパルス光入射方向の影響2016

    • Author(s)
      園田 裕生、大平 圭介
    • Organizer
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of anti-reflection coating on the crystallization of amorphous silicon films by flash lamp annealing2016

    • Author(s)
      Y. Sonoda and K. Ohdaira
    • Organizer
      2016 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2020-03-30  

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