2020 Fiscal Year Annual Research Report
シリカ直接電解還元と液体合金カソードを用いた高生産性太陽電池用シリコン製造法
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16H02410
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
野平 俊之 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (00303876)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安田 幸司 京都大学, 工学研究科, 特定准教授 (20533665)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 太陽電池 / 溶融塩 / 電解還元 / シリコン / 液体合金カソード |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．溶融CaCl2中における液体合金カソード上でのシリカ電解還元のメカニズム解明
平成30年度までの研究により、溶融CaCl2中における液体Znカソード上でSiO2の電解還元においては、二つのメカニズムが存在すること、還元速度を向上させるためにはその両者が進行する0.6 V (vs. Ca2+/Ca)付近の電位が有望であることが分かっていた。令和1年度は、電解還元が進み溶融塩中にO2-イオンが蓄積すると、SiO2が溶解することを明らかにし、SiO2の溶解度の概略値を明らかにした。令和2年度は、液体Znカソード上でのSiO2電解還元を直接観察する検討を、融点の低いCaCl2-NaCl系を用いて行い、メカニズムに関して従来のアプローチでは得られなかった情報を得た。また、同じ溶融塩系でのラマン分光測定により、SiO2の溶解形態を明らかにすることができた。さらに、より実用的な、CaCl2系でもラマン分光を行った。
２．液体合金からのシリコン析出反応の基礎データ取得と最適化
前年度に引き続き、種々の条件で液体Zn-Si合金からのSi析出実験を行った。平成30年度までの検討では、種結晶として多結晶Si棒を使用していたが、令和1年度は、単結晶Si板を使用してエピタキシャル成長を試みた。その結果、面方位により成長形態・速度の違いがあることが明らかとなった。令和2年度は、より実用的な方法として、石英ガラスチューブ等の内部をガス冷却することで、目的の基板上にSiを析出させることに成功した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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