太陽電池用高品質シリコン多結晶インゴットの成長技術の開発

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14F04356
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 宇佐美 徳隆 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20262107)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): GOVINDAN Anandha Babu 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Keywords: 国際研究者交流 インド / シリコン多結晶 / 太陽電池

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、太陽光発電の低コスト化に資する基盤技術として、ルツボ内の融液成長をベースとして、高品質シリコン多結晶インゴットを実現するための指針を構築することを目的とする。シリコン多結晶太陽電池は、製造コストと発電効率のバランスから、太陽電池市場をリードしているが、変換効率が相対的に低い。これは、結晶内に光励起キャリアの再結合中心となるような転位や不純物が多数存在することによる。シリコン多結晶インゴットの製造コストを増加させずに、結晶中の転位密度や不純物密度を大幅に低減することができれば、太陽電池の高効率化に繋がり迅速な社会還元が可能と考えられる。
今年度は、結晶成長の初期過程に形成される多結晶組織が、インゴットの品質に与える影響を調査するために、ルツボ底部の離型剤の塗布法についての検討を行った。標準的な離型剤を塗布したものを参照試料とし、ルツボ底部の表面凹凸や化学状態を意図的に変化させた試料を形成した。これらのルツボを利用して、同一のレシピで成長を行うことで、シリコン多結晶インゴットを成長させた。これらのインゴットから、ウェハ状の試料を切り出し、結晶粒方位分布・粒界性格分布・転位密度分布などの構造評価、少数キャリア寿命などの物性評価が可能な準備を整えた。次年度以降に、これらの試料の詳細な評価を実施し、その結果を分析することで、低い製造コストで高品質なシリコン多結晶インゴットを製造するための手法を探求する。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

評価用の複数の試料を短期間に作製することができたため。

Strategy for Future Research Activity

多結晶組織に影響を及ぼす因子を系統的に変化させた成長実験と、結晶評価を併行して進めることで、効果的に成果が得られるように努める。