フラックスインジェクション法を用いた量産型太陽電池用シリコン製造プロセスの開発

昨年度に引き続き,フラックスインジェクション法によるボロンの酸化除去法を量産型太陽電池用シリコン(SOG-Si)製造プロセスへ適用することを目指し,当初の計画通り以下の研究を行った。1)フラックス・酸素ガス同時インジェクション装置の改良:昨年度の段階では,フラックス粉体が吸湿性であるため,試料溶解装置(電気抵抗炉)とその上方に設置した粉体供給装置(昨年度購入)を繋ぐフラックス粉体の導入経路であるガラス管の内壁にフラックス粉体が付着して,1分間以上シリコン浴内にフラックスをインジェクションすることができなかった。そこで,ガラス管にニクロム線を巻き,管を390Kに加熱することにより,内壁へのフラックスの付着を防止でき,3分間の安定したフラックスインジェクションを可能にした。2)脱ボロン実験:1)により改良した実験装置を用いて,昨年度と同様の脱ボロン実験を行った。本実験では,実験時間(1分から3分)・実験温度(1723および1773K)・フラックス組成(CaO飽和CaO-CaF_2系およびCaO単味の2種類)・フラックスインジェクション量・フラックス粉体の粒径・酸素ガス流量・酸素ガス分圧を変化させ,これらの操作因子が脱ボロン挙動におよぼす影響について検討した。同時に本プロセスの脱ボロン反応機構についての考察も行った。その結果,できるだけ多量のフラックスを用いて,シリコンの酸化ロスを少なくするためにできるだけ短時間で処理を行うことが望ましいことを明らかにした。この知見を基に,さらなるシリコンからのボロンの除去を目指して,上記の適切な条件下で本プロセスを繰り返す操作を行う実験も試みた。最終的には,8回の繰り返し操作(処理時間:合計8分)により,シリコン中のボロンを15ppmから1.5ppmまでを除去することができた(除去率:90%)。3)本研究のまとめと報告:本研究の成果の一部を国際会議で発表した(裏面の11.研究発表を参照のこと)。

昨年度に引き続き,フラックスインジェクション法によるボロンの酸化除去法を量産型太陽電池用シリコン(SOG-Si)製造プロセスへ適用することを目指し,当初の計画通り以下の研究を行った。1)フラックス・酸素ガス同時インジェクション装置の改良:昨年度の段階では,フラックス粉体が吸湿性であるため,試料溶解装置(電気抵抗炉)とその上方に設置した粉体供給装置(昨年度購入)を繋ぐフラックス粉体の導入経路であるガラス管の内壁にフラックス粉体が付着して,1分間以上シリコン浴内にフラックスをインジェクションすることができなかった。そこで,ガラス管にニクロム線を巻き,管を390Kに加熱することにより,内壁へのフラックスの付着を防止でき,3分間の安定したフラックスインジェクションを可能にした。2)脱ボロン実験:1)により改良した実験装置を用いて,昨年度と同様の脱ボロン実験を行った。本実験では,実験時間(1分から3分)・実験温度(1723および1773K)・フラックス組成(CaO飽和CaO-CaF_2系およびCaO単味の2種類)・フラックスインジェクション量・フラックス粉体の粒径・酸素ガス流量・酸素ガス分圧を変化させ,これらの操作因子が脱ボロン挙動におよぼす影響について検討した。同時に本プロセスの脱ボロン反応機構についての考察も行った。その結果,できるだけ多量のフラックスを用いて,シリコンの酸化ロスを少なくするためにできるだけ短時間で処理を行うことが望ましいことを明らかにした。この知見を基に,さらなるシリコンからのボロンの除去を目指して,上記の適切な条件下で本プロセスを繰り返す操作を行う実験も試みた。最終的には,8回の繰り返し操作(処理時間:合計8分)により,シリコン中のボロンを15ppmから1.5ppmまでを除去することができた(除去率:90%)。3)本研究のまとめと報告:本研究の成果の一部を国際会議で発表した(裏面の11.研究発表を参照のこと)。