| 研究概要 |
現在、高い生産量を有する多結晶シリコン太陽電池について、発電効率を一層向上させるために、多結晶インゴットを構成する柱状晶の結晶粒界低減化に寄与する双晶の影響を調査した。まず、内径80mm高さ35mmの石英製るつぼを用い、Ar雰囲気、温度勾配10〜20K/cm、凝固速度0.3〜9.6mm/minで9N(99.9999999%)の高純度Si結晶を一方向凝固させ、試料底部の結晶粒大きさ及び優先成長方位等を調査した。試料最底部における結晶の大きさは、試料の引き下げ速度の上昇と共に細長いが粗大な結晶が多く観察された。このとき結晶内部では結晶中心線を通るように、またるつぼ底面に対して<101>または<211>方位へ成長する複数のΣ3双晶(双晶面{111})が観察された。よって粒界低減のためには成長速度のみならず,双晶の成長方向も重要と考えられた.続いて、内径20mm長さ150mmのるつぼを用い、下部に<111>、<101>及び双晶を有する<211>方位の種結晶を配置して小型のBridgman型炉により同様の凝固条件で結晶を育成させ、成長の駆動力すなわち成長過冷度に及ぼす双晶及び結晶方位異方性を調査した。温度履歴から得られた成長過冷度は、<111>方位成長試料が2.5〜5.5Kと最も大きな値を有し,続いて<101>試料、そして双晶を含むく211>方位試料が1〜3.5Kと最も小さかった。固液界面に双晶が含まれると双晶がキンクサイトとなり結晶成長を助長すると考えられた.以上、試料引き下げ速度を増加させ、結晶中心線に複数のΣ3双晶(双晶面{111})を有する双晶を多く成長させた後、双晶を利用しながらインゴットの高さ方向へ結晶を育成することにより、インゴット全体の粒界を低下しうることを見いだした。
|
