• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

太陽電池級シリコンの合金化フラックス処理による革新的精製プロセスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H02409
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 金属・資源生産工学
研究機関東京大学

研究代表者

森田 一樹  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (00210170)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
45,630千円 (直接経費: 35,100千円、間接経費: 10,530千円)
2018年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2017年度: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
2016年度: 23,010千円 (直接経費: 17,700千円、間接経費: 5,310千円)
キーワード反応・分離・精製 / シリコン / フラックス / 凝固精製 / 合金化 / 金属生産工学 / 反応・分離工学 / 結晶成長 / 太陽電池 / 環境材料
研究成果の概要

太陽電池級シリコンの精製を合金化して低温凝固精製プロセスとフラックス処理を組み合わせることにより、最も効率的にBおよびPを除去するシリコン精製プロセスの最適化を行った。各種合金組成においてBの活量係数測定(Bの熱力学的安定性)を明らかにすることで、スラグによる効果的なB除去条件を評価するとともに、スラグによる精製試験により確認を行った。
また、Pについては一般的な酸化精製によるフラックス処理ではなく、還元によるフラックス脱リンの可能性についてシリコン合金組成やフラックス系を変えて明らかにし、また、凝固精製を最後に行うことでの効果的な脱リンプロセスの可能性を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

種々の溶媒組成において溶融Si合金中のB、Pの熱力学的性質を明らかにすることで、冶金学的手法の組み合わせを最適化することにより、高生産性低コストの冶金学的手法により太陽電池用シリコンの精製が実現可能であることが示された。現在未だ主流であるガス化精製法に代わる高効率高生産性冶金学的手法への展開の可能性があらためて示された。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Exploration of Boron Removal from Molten Silicon by Introducing Oxygen Resources into Ammonia Blowing Treatment2019

    • 著者名/発表者名
      Z.Chen Y.You and K.Morita
    • 雑誌名

      Canadian Metallurgical Quarterly

      巻: 58 号: 1 ページ: 82-88

    • DOI

      10.1080/00084433.2018.1507781

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetic Modeling of a Silicon Refining Process in a Moist Hydrogen Atmosphere2018

    • 著者名/発表者名
      Z.Chen and K.Morita
    • 雑誌名

      Metallurgical and Materials Transactions B

      巻: 49B 号: 3 ページ: 1203-1212

    • DOI

      10.1007/s11663-018-1241-8

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Approach to Employ Titanium-Bearing Blast-Furnace Slag to Prepare Ti and Al-Si Alloys2018

    • 著者名/発表者名
      Y.Lei, L.Sun, W.Ma, X.Ma, J.Wu, K.Wei, S.Li and K.Morita
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 769 ページ: 983-990

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2018.08.077

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Purification of Metallurgical-Grade Silicon Using Si-Sn Alloy in Presence of Hf, Zr, or Ti2018

    • 著者名/発表者名
      Y.Lei, W.Ma, J.Wu, K.Wei, G.Lv, S.Li and K.Morita
    • 雑誌名

      Materials Science in Semiconductor Processing

      巻: 88 ページ: 97-102

    • DOI

      10.1016/j.mssp.2018.07.039

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth Control and Enrichment of Si Crystals from Si-Sn Melt by Directional Solidification2018

    • 著者名/発表者名
      Y.Ren, H.Wang and K.Morita
    • 雑誌名

      Vacuum

      巻: 158 ページ: 86-92

    • DOI

      10.1016/j.vacuum.2018.09.044

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impurity Phases and Their Removal in Si Purification with Al-Si Alloy Using Transition Metals as Additives2018

    • 著者名/発表者名
      Y.Lei, W.Ma, J.Wu, K.Wei, S.Li, K.Morita
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 734 ページ: 250-257

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2017.10.292

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Removal of Boron from Molten Si and Si-Cu Using Ammonia Containing Gas2017

    • 著者名/発表者名
      Z.Chen, K.Morita
    • 雑誌名

      Silicon

      巻: - 号: 5 ページ: 7078-7085

    • DOI

      10.1007/s12633-017-9681-3

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Purification of Metallurgical-Grade Silicon Using Zirconium as an Impurity Getter2017

    • 著者名/発表者名
      Y.Lei, W.Ma, L.Sun, J.Wu and K.Morita
    • 雑誌名

      Separation and Purification Technology

      巻: 173 ページ: 364-371

    • DOI

      10.1016/j.seppur.2016.09.051

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Leaching Behaviors of Impurities in Metallurgical-Grade Silicon with Hafnium Addition2017

    • 著者名/発表者名
      Y.Lei, W.Ma, X.Ma, J.Wu, K.Wei, S.Li and K.Morita
    • 雑誌名

      Hydrometallurgy

      巻: 169 ページ: 433-439

    • DOI

      10.1016/j.hydromet.2017.03.004

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Model Implementation of Boron Removal Using CaCl2-CaO- SiO2 Slag System for Solar-Grade Silicon2017

    • 著者名/発表者名
      H.Chen, Y.Wang, W.Zheng, Q.Li, X.Yuan, K.Morita
    • 雑誌名

      Metallurgical and Materials Transactions B

      巻: 48B 号: 6 ページ: 3219-3227

    • DOI

      10.1007/s11663-017-1105-7

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Boron Removal from Molten Silicon by Ammonia Gas Blowing2019

    • 著者名/発表者名
      X.He, Z.Chen and K.Morita
    • 学会等名
      TMS2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 溶融Si-Cu-Sn合金中Bの熱力学的性質2019

    • 著者名/発表者名
      水谷智洋、森田一樹
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第177回講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Zr Addition on the B Removal from Si-Sn Alloys2018

    • 著者名/発表者名
      Yongsheng Ren、Kazuki Morita
    • 学会等名
      日本金属学会2018年秋期(第163回)大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CaO-Na2O-SiO2系フラックスを用いたSi-Cu合金からのB除去2018

    • 著者名/発表者名
      深田恒、森田一樹
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第175回講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] フラックス処理及び凝固精製によるSi-Ca合金からのPの除去2018

    • 著者名/発表者名
      川本亮介、森田一樹
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第175回講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Development of Solar Grade Silicon Refining via Metallurgical Route: Thermodynamic Properties of Silicon Based Alloys2017

    • 著者名/発表者名
      K.Morita
    • 学会等名
      Materials Research 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi