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セルフシードクリスタル法による太陽電池用多結晶シリコンの高品質化

研究課題

研究課題/領域番号 19560745
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 金属生産工学
研究機関九州大学

研究代表者

宮原 広郁  九州大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (90264069)

研究分担者 成田 一人  九州大学, 大学院・工学研究院, 助教 (50404017)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2008年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2007年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード結晶育成 / 多結晶シリコン / 一方向凝固 / ファセット / 太陽光発電 / 結晶成長 / 拡散長 / 過冷度 / 不純物制御
研究概要

多結晶シリコンインゴットの光起電力向上を目的として, 結晶の柱状晶育成条件について調査した. 最初にSi_3N_4塗布の石英製るつぼに高純度Siを充填し, Ar雰囲気で一方向凝固させたところ, 凝固速度が0.15~2.4mm/minの範囲では, 試料内部における結晶粒径は凝固速度の上昇とともに小さくなったが, 初期凝固部における結晶はるつぼ底面部に沿って成長し, 速度の上昇と共に粒径が増加した.このとき, 複数のΣ3双晶を含む<101>または<211>方位へ成長する結晶が多く観察された. そこで双晶面が垂直となるように底面が20~60°傾斜させたルツボを用いて一方向凝固させたところ, 2.4mm/minの引上げ速度で, るつぼ底面部に沿って優先成長方位である<101>または<211>方位に成長する結晶が多く観察され, その成長方位を受けついで熱流方向へ結晶は成長すると思われた.さらに, アルミナ基盤を種結晶として石英るつぼの底部に設置し, 温度勾配20K/cm, 凝固速度2.4mm/minで一方向凝固させたところ, 初期凝固部のシリコン結晶はアルミナの結晶方位に依存して変化した. 以上より, 基盤底部にける核生成の過冷度を操作し, アルミナ基盤および自己核を利用して初期凝固部の結晶方位を制御できる可能性を示唆した.

報告書

(3件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Influence of Crystal Orientation on Growth Velocity of Poly-crystalline Silicon for Solar Cells2007

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Miyahara, et. al.
    • 雑誌名

      Proceedings of Modeling of Casting and Solidification Processes VII

      ページ: 281-287

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 多結晶シリコンの初期凝固部における結晶成長方位制御2008

    • 著者名/発表者名
      渕上遥平, 成田一人, 宮原広郁
    • 学会等名
      日本金属学会日本鉄鋼協会九州支部共催合同学術講演大会
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Influence of Crystal Orientation on Growth Velocity of Poly-crystalline Silicon for Solar Cells2007

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Miyahara, et. al.
    • 学会等名
      Modeling of Casting and Solidification Processes VII
    • 発表場所
      Dalian, China
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://web3.zaiko.kyushu-u.ac.jp/www/l3/index.html

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [備考] 渕上遥平,成田一人,宮原広郁, 多結晶シリコンの初期凝固部における結晶成長方位制御, 日本金属学会-日本鉄鋼協会九州支部共催合同学術講演大会ポスターセッション優秀賞,(2008).

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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