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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

研究課題

研究課題/領域番号 14F04356
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 結晶工学
研究機関名古屋大学

研究代表者

宇佐美 徳隆  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20262107)

研究分担者 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
研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2014年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
キーワード国際研究者交流 インド / シリコン多結晶 / 太陽電池 / 国際研究者交流 インド
研究実績の概要

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。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Towards optimized nucleation control in multicrystalline silicon ingot for solar cells2017

    • 著者名/発表者名
      G. Anandhababu, I. Takahashi, T. Muramatsu, and N. Usami
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Improved multicrystalline silicon ingot quality using single layer silicon beads coated with silicon nitride as seed layer2016

    • 著者名/発表者名
      G .Anandhababu, I. Takahashi, S. Matsushima, and N. Usami
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 441 ページ: 124-130

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2016.02.021

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Towards optimized nucleation control in multicrystalline silicon ingot for solar cells2016

    • 著者名/発表者名
      G.Anandha babu, I.Takahashi, T.Muramatsu, and N.Usami
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      2016-08-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On the growth mechanism of a muticrystalline silicon ingot with small grains by using single layer silicon beads2016

    • 著者名/発表者名
      T. Muramatsu, I.Takahashi, G.Anandha Babu, and N.Usami
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      2016-08-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      村松哲郎、高橋勲、G. Anandha babu、宇佐美徳隆
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Low density of dislocation clusters in high performance multicrystalline silicon ingots2015

    • 著者名/発表者名
      G .Anandhababu, I. Takahashi, S. Matsushima, and N. Usami
    • 学会等名
      25th International Photovoltaic Science and Engineering Conference and Exhibition Global Photovoltaic Conference 2015
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2015-11-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] シリコンインゴット及びその製造方法2015

    • 発明者名
      宇佐美 徳隆、高橋 勲、アナンダ ゴビンダン バブ
    • 権利者名
      宇佐美 徳隆、高橋 勲、アナンダ ゴビンダン バブ
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-195801
    • 出願年月日
      2015-10-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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