溶融シリコンのリンとボロンの同時除去

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21246115
• 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: 金属生産工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 前田 正史 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70143386)
• 研究分担者: 岡部 徹 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00280884) ; 永井 崇 千葉工業大学, 工学部, 准教授 (40533633) ; 大蔵 隆彦 東京大学, 生産技術研究所, 特任教授 (00400523) ; 佐々木 秀顕 東京大学, 生産技術研究所, 特任助教 (10581746)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 高純度化 / 太陽電池 / シリコン

研究概要

太陽電池の原料となる高純度シリコンをより小さなエネルギーコストで製造するために,溶融シリコンからリンとボロンを同時に除去するプロセスの開発を行なった.高真空下でシリコンを電子ビームで溶解しながら酸素および水蒸気を吹き込み,リンおよびボロンを揮発除去する方法を探索した.これら反応性ガスの吹き込みによってリン除去が促進されるとともに,ボロンが酸化揮発する可能性が示された.不純物が揮発除去される反応について知見を得るために,ガス導入を可能としたダブルクヌーセンセル質量分析法を開発し,シリコン-リン合金およびボロンから発生する蒸発種の同定および定量的評価を行った.

研究成果

• [雑誌論文] Removal Rate of Phosphorus from Molten Silicon (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kemmotsu, T. Nagai and M. Maeda;
  • 雑誌名: High Temperature Materials and Processes 巻: Vol.1-2 ページ: 17-22
  • DOI: DOI:10.1515/htmp.2011.002
  • 査読あり
• [学会発表] シリコンからの脱リンのための熱力学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永井崇, 山下智司, 前田正史;
  • 学会等名: 質量分析学会高温質量分析部会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-03-11
• [学会発表] Thermodynamic Study for Removal of Phosphorus from Molten Silicon (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nagai and M. Maeda
  • 学会等名: The 7th Workshop on Reactive Metal Processing
  • 発表場所: Cambridge, MA, USA.
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Thermodynamic Study for Removal of Phosphorus from Molten Silicon (2012)
  • 著者名/発表者名: Takashi Nagai, Hideaki Sasaki, Masafumi Maeda
  • 学会等名: 2012 TMS Annual Meeting & Exhibition
  • 発表場所: Orlando, FL, USA.
  • 年月日: 2012-03-14
• [学会発表] シリコンからの脱 リン のための熱力 学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 永井崇, 前田正史
  • 学会等名: 日本金属学会秋季大会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2011-11-07
• [学会発表] Removal of Phosphorus from Molten Silicon by Electron Beam Melting Technique (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Nagai and Masafumi Maeda
  • 学会等名: European Metallurgical Conference EMC 2011(6th European Metallurgical Conference)
  • 発表場所: Dusseldorf, Germany.
  • 年月日: 2011-06-28
• [学会発表] Purification of Silicon by Electron Beam Melting Technique (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kageyama, T. Nagai and M. Maeda
  • 学会等名: The 6th Workshop on Reactive Metal Processing
  • 発表場所: Pasadena, CA, USA (ポスター発表)
  • 年月日: 2011-03-17
• [学会発表] Purification of Silicon by Electron Beam Melting Technique (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Nagai, T. Kageyama and M. Maeda
  • 学会等名: 2011 TMS Annual Meeting & Exhibition
  • 発表場所: San Diego, CA, USA.
  • 年月日: 2011-03-03
• [学会発表] 電子ビーム溶解法による溶融 Si からの P の 除去 (2010)
  • 著者名/発表者名: 永井崇,見持貴之,前田正史;
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 札幌.
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] 溶融シリコンからの不純物除去 (2010)
  • 著者名/発表者名: 景山友喜, 永井 崇, 木村久雄, 前田正史
  • 学会等名: 資源・素材学会関東支部, 第7回「資源・素材・環境」技術と研究の交流会
  • 発表場所: 東京 (ポスター)
  • 年月日: 2010-08-02