Development of multi-crystalline silicon for solar battery by using self seed-crystal

利用自种晶开发太阳能电池用多晶硅

基本信息

批准号：
19560745
负责人：
MIYAHARA Hirofumi
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

多結晶シリコンインゴットの光起電力向上を目的として, 結晶の柱状晶育成条件について調査した. 最初にSi_3N_4塗布の石英製るつぼに高純度Siを充填し, Ar雰囲気で一方向凝固させたところ, 凝固速度が0.15~2.4mm/minの範囲では, 試料内部における結晶粒径は凝固速度の上昇とともに小さくなったが, 初期凝固部における結晶はるつぼ底面部に沿って成長し, 速度の上昇と共に粒径が増加した.このとき, 複数のΣ3双晶を含む<101>または<211>方位へ成長する結晶が多く観察された. そこで双晶面が垂直となるように底面が20~60°傾斜させたルツボを用いて一方向凝固させたところ, 2.4mm/minの引上げ速度で, るつぼ底面部に沿って優先成長方位である<101>または<211>方位に成長する結晶が多く観察され, その成長方位を受けついで熱流方向へ結晶は成長すると思われた.さらに, アルミナ基盤を種結晶として石英るつぼの底部に設置し, 温度勾配20K/cm, 凝固速度2.4mm/minで一方向凝固させたところ, 初期凝固部のシリコン結晶はアルミナの結晶方位に依存して変化した. 以上より, 基盤底部にける核生成の過冷度を操作し, アルミナ基盤および自己核を利用して初期凝固部の結晶方位を制御できる可能性を示唆した.

为了提高多晶硅锭的光伏能力，我们研究了生长的柱状晶体的条件。首先，用Si_3n_4涂有的石英坩埚充满了高纯度Si，并在AR大气中固化。在0.15至2.4 mm/min的凝固速率的范围内，样品内部的晶粒尺寸随着固化速率的增加而降低，但是沿坩埚的底部表面的初始固化区域中的晶体逐渐增长，并且晶粒尺寸随速度的增加而增加。目前，观察到许多在<101>或<211>方向生长的晶体。因此，当底部表面倾斜20至60°以使双表面垂直时，晶粒的尺寸在一个方向上使用坩埚在一个方向上固化，其底部表面倾斜了20至60°，因此双胞胎表面垂直于垂直，并以2.4 mm/min的拉动速度沿着cr cr的底部增长，在<101 <101 <101 <101>方向，晶体被认为在接收生长方向后会在热流的方向上生长。此外，当将氧化铝底座放在石英坩埚的底部作为种子晶体，在20 k/cm的温度梯度下固化，固化速率为2.4 mm/min，在初始固体零件处的硅晶体根据铝晶体而变化。从上面，建议可以使用基础和氧化铝碱和自核的超冷水水平来控制初始固化部分的晶体方向。