新溶融塩電解法によるシリカからのソーラーグレードシリコン製造
Project/Area Number |
16686044
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Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Research Field |
Metal making engineering
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Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
野平 俊之 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (00303876)
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Project Period (FY) |
2004 – 2006
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2006)
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Budget Amount *help |
¥29,900,000 (Direct Cost: ¥23,000,000、Indirect Cost: ¥6,900,000)
Fiscal Year 2006: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2005: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2004: ¥19,760,000 (Direct Cost: ¥15,200,000、Indirect Cost: ¥4,560,000)
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Keywords | シリコン製造 / 溶融塩 / シリカ / 電解還元 / 塩化カルシウム / 高純度シリコン / 粉末 / 懸濁電解 / ソーラーグレードシリコン / 高速化 / 粉末シリカ / 粉末シリコン |
Research Abstract |
平成17年度までの結果を踏まえ、高純度実証試験および電位-p02-図を用いた還元メカニズムの熱力学的考察を行った。まず、高純度化試験として、石英るつぼを石英製反応容器に入れ、高純度CaCl2(99.9%)を溶融塩として、電解還元を行った。この際、SiO2接触型電極のリードとしては、不純物となり得るモリブデンに代わり高純度シリコンを用いた。原料となるシリカに太陽電池級(99.9999%)のものを使用し、還元生成したシリコンの純度をGD-MS等により精密に分析した。その結果、特にシリコンからの除去が難しいホウ素およびリンは、それぞれ8ppmおよび1ppmであり、電解還元による増加は認められなかった。一方、浴成分であるCaが230ppm、対極カーボン由来と思われるCが220ppm、浴中不純物と思われるFeが22ppm、上部電極リードに使用したMoが17ppm検出されるなど、トータルの純度としては99.95%にとどまった。ただし、昨年度と比較すると、Fe:810→22ppm、 Mn:240→0ppm、トータル:99.8→99.95%と大幅に改善した。これらの比較的多く検出された不純物は、実験装置、実験手法の改善により、さらに削減できると考えられるため、現在その検討を行っている。さらに、報告されている熱力学データおよび本研究で得られたSi-Ca合金生成電位に関するデータをもとに、溶融CaCl2中、850℃における電位-P02-図を作成した。その結果、酸化物イオン濃度がある程度高い浴中においては、SiO2から一度CaSiO3を経由してSiへ還元されるメカニズムが示唆された。
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Report
(3 results)
Research Products
(7 results)