方位・粒界・粒サイズを制御した太陽電池用バルク多結晶シリコンの成長技術の確立

建立具有受控取向、晶界和晶粒尺寸的太阳能电池块状多晶硅生长技术

• 批准号: 18686060
• 负责人: 藤原 航三
• 金额: $ 19.05万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18686060/
• 关键词: 太陽電池; 多結晶シリコン; キャスト法; デンドライト成長; その場観察; 融液成長; 双晶; 過冷却融液; デンドライト

本研究の目的は、方位・粒界・粒サイズが制御された太陽電池用Siバルク多結晶インゴットの成長技術を確立することである。具体的には、申請者らが発案した「デンドライト利用キャスト法」により従来の多結晶よりも高品質な結晶を得ることである。本成長方法では、一方向成長の初期過程に坩堝底面に沿ってファセットデンドライトを成長させることが最も重要になる。本研究では、Siの融液成長過程のその場観察実験により、ファセットデンドライトが成長するための条件である、平行双晶の形成機構を明らかにし、さらにファセットデンドライトが成長するために必要な過冷却度を定量的に明らかにした。これらの基礎実験により得られた結果をデンドライト利用キャスト法の成長条件ヘフィードバックすることにより、15cmφのインゴットの成長において、成長初期に坩堝底面に沿ってファセットデンドライトを効果的に発現させるための条件を取得した。実際に、市販のSi多結晶と比較して、結晶方位が一方向に揃い、結晶粒サイズが大きく、Σ3対応粒界が多いSiバルク多結晶を得ることに成功した。この多結晶を用いて作製した太陽電池は、市販の多結晶太陽電池の変換効率を上回る特性を示した。さらに、従来の方法では結晶の品質が低下するインゴット上部においても高品質な結晶性を維持しており、歩留まりの向上に対しても有効な成長技術であることが証明された。この結果により、デンドライト利用キャスト法の実用大型装置への展開が現実味を帯びてきた。

The purpose of this study is to establish the growth technology of silicon polycrystalline polycrystalline silicone for solar cells based on the orientation, grain boundary, and particle size control. Specifically, the applicant's application for the "デンドライトキャスト method" is a polycrystalline polycrystalline high-quality crystallizer. This growth method is the most important thing in the initial process of one-way growth and the growth along the bottom of the crucible. In this study, the conditions for the growth of Si molten liquid growth process, the growth conditions of the molten liquid, and the conditions for the growth of Si are parallel. Twin crystal forming mechanism The degree of supercooling required for growth is determined by the amount of supercooling required.これらのbasics実験によりgetられたresultsをデンドライトutilizeキャスト法のgrowth conditionsヘフィードバックすることにより、15cmφのインゴットのgrowth において, growth stage crucible bottom edge ってファセThe condition of the ットデンドライトを effect is obtained by the condition of the に発appears.実记に、commercially available Si polycrystalline、comparison、crystal orientation、one direction、crystal grainsイズが大きく, Σ3対応精品 boundary が多いSiバルク多crystallized をget ることに成した. Polycrystalline solar cells are made from polycrystalline solar cells, and the conversion efficiency of commercially available polycrystalline solar cells is shown in the previous chapter. The method of さらに、従来のではcrystallizationのlow-qualityするインゴットupper part においてもHigh-quality なcrystal The sex is maintained, the maintenance is maintained, and the maintenance is maintained, and the growth technology is proved to be effective.このRESULTS により、デンドライトUse the キャスト法の実 to use large-scale equipment to unfold the を帯びてきた.

项目成果

Formation mechanism of parallel twins related to Si-facetted dendrite growth

• DOI: 10.1016/j.scriptamat.2007.03.052
• 发表时间: 2007-07
• 期刊: Scripta Materialia
• 影响因子: 6
• 作者: K. Fujiwara;K. Maeda;N. Usami;G. Sazaki;Y. Nose;K. Nakajima

太陽電池用高品質Siバルク多結晶インゴットの成長技術の開発

太阳能电池用高品质硅块多晶硅锭生长技术开发

• 发表时间: 2007
• 作者: 藤原航三;他
• 通讯作者: 他

In situ observation of Si faceted dendrite growth from low-degree-of-undercooling melts

• DOI: 10.1016/j.actamat.2008.01.038
• 发表时间: 2008-06
• 期刊: Acta Materialia
• 影响因子: 9.4
• 作者: K. Fujiwara;K. Maeda;N. Usami;G. Sazaki;Y. Nose;A. Nomura;T. Shishido;K. Nakajima

Growth of Structure-Controlled Polycrystalline Silicon Ingot for Solar Cells by Casting

太阳能电池用结构控制多晶硅铸锭生长

• 发表时间: 2006
• 期刊: Acta Materialia (印刷中)
• 作者: M.Yamato;el.al;Editerd by N.Naga;Shigeru Suzuki;Katsuya Inoue;Shigeru Suzuki;Kiyoshi Kanie;Sang-Koo Kwon;Sang-Koo Kwon;Sang-Koo Kwon;Kiyoshi Kanie;Kiyoshi Kanie;蟹江 澄志;蟹江 澄志;蟹江 澄志;蟹江 澄志;蟹江 澄志;S.Saito;S.Saito;S.Saito;斎藤 進;S.Saito;S.Saito;S.Saito;S.Saito;S.Saito;S.Saito;S.Saito;S.Saito;S.Saito;S.Saito;S.Saito;S.Saito;S.Saito;S.Saito;K.Fujiwara et al.
• 通讯作者: K.Fujiwara et al.

Si系太陽電池用バルク多結晶とその成長技術

硅基太阳能电池用块状多晶及其生长技术

• 发表时间: 2006
• 期刊: ケミカルエンジニヤリング 51・10
• 作者: K. Fujiwara;et. al.;K.Fujiwara et al.;藤原航三 他
• 通讯作者: 藤原航三 他