| 研究課題/領域番号 |
15KK0198
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
結晶工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
藤原 航三 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (70332517)
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| 研究協力者 |
Miller Wolfram Leibniz-Institute for Crystal Growth, Researcher
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| 研究期間 (年度) |
2016 – 2018
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
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| キーワード | 結晶成長 / 固液界面 / 太陽電池 / その場観察 / シリコン多結晶 / 融液成長 / シリコン |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、太陽電池の主力材料であるシリコン（Si）多結晶の融液成長メカニズムを基礎的に解明することを目的として実施された。太陽電池の基板材料として使用されているSi多結晶中には様々な種類の結晶欠陥が存在しており、それらが太陽電池のエネルギー変換効率を低下させている要因となっている。本研究では、東北大学で独自に開発した装置を用いて約1400℃という高温でSi融液からSi多結晶が結晶成長する様子を直接観察することにより、結晶欠陥がどのようなメカニズムで形成されるのか、また、どのように発展していくのかを明らかにし、ドイツの結晶成長研究所（IKZ)において理論的にこれらの形成メカニズムを解明した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
太陽電池のエネルギー変換効率を向上させるためには、基板材料であるSi多結晶の高品質化が不可欠である。Si多結晶基板中には、様々な結晶欠陥が存在しており、それらが太陽電池特性を低下させる要因となっている。結晶欠陥が少ない高品質なSi多結晶を製造するためには、結晶欠陥がSi多結晶の結晶成長過程にどのようなメカニズムで形成されるのかを基礎的に明らかにしなければならない。本研究では、独自に開発した装置を用いた実験（東北大）と理論（IKZ、ドイツ）により、Si多結晶中の結晶欠陥の様々な挙動を明らかにした。これらの成果は、結晶成長学の発展に貢献するだけでなく、Si多結晶の高品質化において有用な知見となる。
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