新成長法「中心凝固キャスト成長法」によるシリコン結晶の成長とその有用性の実証

使用新生长方法“中心凝固铸造生长法”进行硅晶体的生长及其实用性的验证

• 批准号: 18760006
• 负责人: 野瀬 嘉太郎
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 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-18760006/
• 关键词: 結晶成長; 太陽電池; シリコンバルク多結晶; 核形成; 結晶粒方位; 粒界性格; 不純物偏析

昨年度の研究で中心凝固キャスト成長法の優位性を実証した。変換効率が高い要因の一つに、結晶組織の違いが挙げられる。そこで、エレクトロルミネッセンスにより面内の特性分布を評価した。中心凝固キャスト成長法の結晶では暗線部がほとんど見られないのに対し、従来法の結晶では粒界部分に対応して暗線が見られた。また、太陽電池作製プロセスの一つにゲッタリングがあるが、ゲッタリング前後でキャリア拡散長を比較すると、従来法の結晶ではほとんど変化ないかやや減少するのに対し、中心凝固キャスト成長法の結晶では、約1.3倍になった。これは、中心凝固キャスト成長法の結晶では、ほとんどがΣ3粒界であるために結晶中の不純物が粒界に偏析せず、ゲッター層まで拡散するが、ランダム粒界を含む従来法の結晶では、不純物が粒界に偏析してしまうと考えられる。次に、冷却速度を系統的に変化させた結果、冷却速度が速すぎるとるつぼの壁から成長が起こってしまった。0.1〜0.5℃/minの範囲では、粒のサイズ、結晶粒方位にはあまり変化は見られなかった。一方、冷却速度が遅いほど抵抗率が高く、不純物が少ないことがわかった。冷却速度が遅い場合、成長時間が長くなるため、離型剤からの不純物混入を考慮する必要がある。そこで、拡散方程式を数値的に解くことで、Siバルク多結晶中の不純物分布を検討した結果、成長速度が遅いほど不純物濃度が小さいことがわかった。また、融液の上部中心付近から凝固を開始した場合でも、固液界面の広がり方によって結果が異なり、固液界面形状制御が重要であることが示唆された。これらの結晶の太陽電池特性を評価した結果、冷却速度が遅いほど、開放電圧は小さく、曲線因子は大きくなった。開放電圧に関しては、抵抗率が高いほど電圧が低い、ということから説明できる。曲線因子に関しては、電気的に不活性なΣ3粒界の割合が多いことが一つの要因と考えられる。

The research center of the year has demonstrated the superiority of the growth method. The change rate is high due to a change in the crystal structure. The distribution of in-plane characteristics is evaluated. The crystal of the central solidification method is opposite to the dark line. The crystal of the central solidification method is opposite to the dark line. For solar cell fabrication, the crystal length before and after solidification is about 1.3 times longer than that of the crystal growth method. The impurities in the crystal are separated from the grain boundary, and the impurities in the crystal are separated from the grain boundary. Second, the cooling speed of the system changes the result, the cooling speed of the system changes the temperature of the wall. 0.1 ~ 0.5℃/min Range of grain orientation One side, cooling speed Cooling speed is different, growth time is long, separation agent is different, impurity mixing is necessary. The solution of the equation of dispersion and impurity distribution in Si crystals is discussed. The results show that the growth rate is high, the impurity concentration is low, and the impurity concentration is low. When solidification begins, the shape of the solid-liquid interface is very important. The evaluation results of the crystalline solar cell characteristics, cooling speed, opening voltage, curve factor, etc. Open the country voltage close to the opposite, resistance rate from high to low voltage, from high to low, from high to low, from high to low. Curve factors are related to the activity of electricity and electricity.

项目成果

FLOATING CAST METHOD (FCM) AS A NEW GROWTH METHOD TOREALIZE HIGH-QUALITY BULK MULTICRYSTALLINE SELICON FOR

浮铸法 (FCM) 作为一种新的生长方法，可实现高品质块状多晶硅

• 发表时间: 2007
• 作者: I. Takahashi;et. al.
• 通讯作者: et. al.

「中心凝固キャスト成長法」による太陽電池用Siバレク結晶の成長

采用“中心凝固铸造生长法”生长太阳能电池用Si Barek晶体

• 发表时间: 2007
• 作者: 高橋勲;宇佐美徳隆;野瀬嘉太郎;横山竜介;藤原航三;中嶋一雄
• 通讯作者: 中嶋一雄

Float Casting method as a new growth method of bulk polycrystalline silicon for solar cells

浮铸法作为太阳能电池用块状多晶硅的新生长方法

• 发表时间: 2007
• 期刊: proceeding book for IMR Workshop on Advanced Materials (invited)
• 作者: I. Takahashi;et. al.
• 通讯作者: et. al.

浮遊キャスト法により成長した高品質Siバルク多結晶におけるゲッタリング効果

浮铸法生长高品质硅块体多晶的吸杂效应

• 发表时间: 2007
• 作者: 高橋勲;宇佐美徳隆;横山竜介;野瀬嘉太郎;藤原航三;中嶋一雄
• 通讯作者: 中嶋一雄