研究課題
挑戦的萌芽研究
現行の太陽電池用Si製造プロセスでは、珪石から金属Siを製造してトリクロロシランを得、それを精製した後に還元を行い、結晶Siを製造している。本研究で対象とする結晶Si製造法は、珪砂から得た高純度SiO2から直接太陽電池級Siを製造する革新的省エネプロセスである。本研究の目的は、このプロセスの素反応の熱力学平衡と反応速度、ならびにガスの流れを実験及び計算により詳細に解析し、プロセスおよび還元炉の構造設計に必要な知見を得ることである。原料である酸化シリコンは、炭素で還元されるときに様々な副生成物を経由してシリコンに還元される。還元プロセスの歩留まりを向上させるには、この副生成物を制御することが不可欠である。副反応式によれば、副生成物であるSiOとSiCからシリコンが生成されるので、副生成物の反応制御が重要である。熱力学計算によると、このSiOとSiCの反応プロセスでは、炭素が存在すると常にSiCが優先的に生成されることが分かった。炭素の消費量、そしてSiCの生成量と消費量を精密に制御しながら、誘導加熱法で加熱することによって、シリコンを得ることが出来た。
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Proc. 4^<th> International Conference on Sustainable Energy and Environment
