• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2006 Fiscal Year Annual Research Report

ソーラーセル用完全軸対称シリコンティアドロップ結晶の製造

Research Project

Project/Area Number 18206077
Research InstitutionJapan Aerospace Exploration Agency

Principal Investigator

栗林 一彦  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部, 教授 (70092195)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 長汐 晃輔  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部, 助手 (20373441)
野崎 潔  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部, 宇宙航空プロジェクト研究員 (40415899)
Keywords球状結晶 / ドロップチューブ法 / セミソリッド / 無容器プロセス / 静電浮遊炉 / シリコン
Research Abstract

原料Siの供給不足問題に端を発して直径1mm程度の球状Si単結晶の育成が近年注目を浴びている.球状単結晶は主にドロップチューブ法により育成が試みられているが,完全溶融状態で噴射するため融液は大きく過冷し,ほとんどの場合多結晶化する.代表者らはこれまでに,電磁浮遊炉を用いた直径〜8mmの単一液滴の凝固実験により,すべての面が{111}に囲まれた<110>デンドライトが成長する低過冷度(<100K)において成長界面の不安定化を招くことなく単結晶に近い試料が得られることを明らかにしており,この点から液滴の落下中に低過冷度で核生成・結晶化させる外的制御法を模索してきたが,再現性のある手法を確立するまでには至っていなかった.本研究では,"過冷度の外的制御"に替わって"過冷しない状態で噴射"させることに着目し,融点での固液共存状態で微細な結晶を含んだ液滴を噴射させるセミソリッドプロセスにより,球状単結晶化を試みた.
石英ノズル内でSiを高周波加熱により完全溶融させた後融点まで冷却し,一旦固液共存状態とした後,再度加熱し,直後にArガスにより噴射した.100K程度過加熱した融液を噴射する従来法による試料との比較を行った.
試料断面の結晶方位解析により得られた結晶を,結晶粒の数により1〜3個(A),〜10個程度(B),〜50個程度(C)と分類した.表面で観察されるデンドライト形状をこれまでの電磁浮遊炉で得られた試料と比較した結果,それぞれ,低過冷度(〜10K),中過冷度(〜100K),高過冷度(〜200K)に該当することが明らかとなった.固液共存状態での噴射により低過冷度に該当する結晶(A)の割合は9.6%から30%に増加し,この結果,核となる結晶を含んだ液滴を噴射させるセミソリッドプロセスの有効性が明らかになった.

  • Research Products

    (18 results)

All 2007 2006

All Journal Article (18 results)

  • [Journal Article] In-situ observation of formation of metastable rare-earth iron garnet by splat2007

    • Author(s)
      K.Nagashio, K.Kuribayashi, O.Yamaguchi, T.Hibiya
    • Journal Title

      J.Am.Ceram.Soc. 90

      Pages: 238-243

  • [Journal Article] Fragmentation of facet dendrites in solidification of undercooled B-doped Si melt2007

    • Author(s)
      H.Okamoto, K.Nagashio, K.Kuribayashi, I.Jimbo
    • Journal Title

      J.Jpn.Soc.Microgravity Appl. 24

      Pages: 3-8

  • [Journal Article] Novel criterion for formation of metastable phase from undercooled me2007

    • Author(s)
      K.Kuribayashi, K.Nagashio, K.Niwata, M.S.Vijaya Kumar, T.Hibiya
    • Journal Title

      Mater.Sci.Eng.A 449/451

      Pages: 675-679

  • [Journal Article] Direct observation of the melt/substrate interface in melt spinning2007

    • Author(s)
      K.Nagashio, K.Kuribayashi
    • Journal Title

      Mater.Sci.Eng.A 449/451

      Pages: 1033-1035

  • [Journal Article] Microtexture formation of Ni_<99>B_1 alloys solidified on an ESL and an EML-a study based onthe EBSP technique2007

    • Author(s)
      M.Li, T.Ishikawa, K.Nagashio, K.Kuribayashi, S.Yoda
    • Journal Title

      Mater.Sci.Eng.A 449/451

      Pages: 684-688

  • [Journal Article] Heat treatment of metastable Nd2Fe17Bx phase formed from undercooled melt of Nd-Fe-B alloys2007

    • Author(s)
      S.Ozawa, K.Kuribayashi, S.Hirosawa, S.Reutzel, D.M.Herlach
    • Journal Title

      J.Appl.Phys. 100

      Pages: 123906

  • [Journal Article] Rapid Solidification from the undercooled melt of Fe-Rare Earth Magnetostriction Alloys2007

    • Author(s)
      S.Ozawa, K.Kuribayashi, T.Hibiya
    • Journal Title

      J.Jpn.Soc.Microgravity Appl. 24

      Pages: 9-14

  • [Journal Article] Formation of metastable rare-rarth iron garnet by splat quenching2006

    • Author(s)
      K.Nagashio, O.Yamaguchi, T.Hibiya, K.Kuribayashi
    • Journal Title

      J.Am.Ceram.Soc. 89

      Pages: 1504-1509

  • [Journal Article] Correlation of the electrical and optical properties of CdGeAs_22006

    • Author(s)
      L.Bai, C.Xu, N.C.Giles, K.Nagashio, R.S.Feigelson
    • Journal Title

      J.Appl.Phys. 99

      Pages: 013512-5

  • [Journal Article] Experimental verification of ribbon formation process in chill-block melt spinning2006

    • Author(s)
      K.Nagashio, K.Kuribayashi
    • Journal Title

      Acta mater. 54

      Pages: 2353-2360

  • [Journal Article] A comparative EBSP study of microstructure and microtexture formation from undercooled Ni_<99>B_1 melts solidified on an electrostatic levitator ad an electromagnetic levitator2006

    • Author(s)
      M.Li, T.Ishikawa, K.Nagashio, K.Kuribayashi, S.Yoda
    • Journal Title

      Acta mater. 54

      Pages: 3791-3799

  • [Journal Article] Real time X-ray observation of solidification from undercooled Si melt2006

    • Author(s)
      K.Nagashio, M.Adachi, K.Higuchi, A.Mizuno, M.Watanabe, K.Kuribayashi, Y.Katayama
    • Journal Title

      J.Appl.Phys. 100

      Pages: 033524

  • [Journal Article] Spherical Si crystal formed by semisolid process in drop tube2006

    • Author(s)
      K.Nagashio, H.Okamoto, H.Ando, K.Kuribayashi, I.Jimbo
    • Journal Title

      Jpn.J.Appl.Phys. 45

      Pages: L623-L626

  • [Journal Article] In-situ identification of the metastable phase during solidification from the undercooled YFeO_3 melt by fast X-ray diffractometry at 250 Hz2006

    • Author(s)
      K.Nagashio, K.Kuribayashi, M.S.Vijaya Kumar, K.Niwata, T.Hibiya, A.Mizuno, M.Watanabe, Y.Katayama
    • Journal Title

      Appl.Phys.Lett. 89

      Pages: 241923

  • [Journal Article] Seeing is believing -急冷凝固過程の可視化を目指して-2006

    • Author(s)
      長汐晃輔
    • Journal Title

      まてりあ 45

      Pages: 294-297

  • [Journal Article] Structural change in silicon from undercooled liquid state to crystalline state during crystallization2006

    • Author(s)
      M.Watanabe, K.Higuchi, A.Mizuno, K.Nagashio, K.Kuribayashi, Y.Katayama
    • Journal Title

      J.Crystal Growth 294

      Pages: 16-21

  • [Journal Article] Microstructures of Fe-RE(RE; Tb and Nd)", Alloys Produced by Drop tube Processing2006

    • Author(s)
      S.Ozawa, K.Kuribayashi
    • Journal Title

      J.Alloys and Compounds 408-412

      Pages: 266-272

  • [Journal Article] Free solidification of undercooled eutectics2006

    • Author(s)
      M.Li, K.Kuribayashi
    • Journal Title

      Mater.Trans. 47

      Pages: 2889-2897

URL: 

Published: 2008-05-08   Modified: 2016-04-21  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi