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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19560745/
• 关键词: 結晶育成; 多結晶シリコン; 一方向凝固; ファセット; 太陽光発電; 結晶成長; 拡散長; 過冷度; 不純物制御

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.

Polycrystalline シリコ, <s:1>, <s:1>, ゴット, <s:1>, light source power upward を objective: と <s:1> て, て, conditions for the cultivation of crystalline <s:1> columnar crystals: に, て, て, て investigation of た. Initial に Si_3N_4 coated の stone imperial る つ ぼ に high-purity Si を filling し, Ar 雰 囲 気 で direction solidification さ せ た と こ ろ, solidification speed が 0.15 ~ 2.4 mm/min の van 囲 で は, sample internal に お け る crystalline grain size は solidification speed rising の と と も に small さ く な っ た が, Initial solidification of に お け る crystallization は る つ ぼ bottom face に along っ て し, growth speed rising の と に total size が raised し た. こ の と き, Plural の Σ 3 twin を containing む < 101 > ま た は < 211 > orientation へ growth す る crystallization が more く 観 examine さ れ た. そ こ で twinning plane が vertical と な る よ う に underside が 20 ~ 60 ° inclined さ せ た ル ツ ボ を with い て direction solidification さ せ た と こ ろ, 2.4 mm/min の で げ upward speed, る つ ぼ bottom face に along っ て preferential growth orientation で あ る < 101 > ま た は < 211 > orientation に growth す る crystallization が more く 観 examine さ れ, そ の growth orientation を け つ い で crystallization heat flow direction へ は growth す る と think わ れ た. さ ら に, ア ル ミ ナ base plate を kind of crystallization と し て quartz る つ ぼ の し に setting, at the bottom of the Temperature check with 20 k/cm, the solidification speed is 2.4 mm/min で direction solidification さ せ た と こ ろ, initial solidification of の シ リ コ ン crystallization は ア ル ミ ナ の crystal orientation に dependent し て variations change し た. Above よ り, at the bottom of the base plate に け る を し operation, nuclear generating の supercooling degree ア ル ミ ナ base plate お よ び their nuclear を using し て initial solidification of の crystal orientation を suppression で き を る possibility in stopping し た.

项目成果

多結晶シリコンの初期凝固部における結晶成長方位制御

多晶硅初始凝固区晶体生长取向的控制

• 发表时间: 2008
• 作者: 渕上遥平;成田一人;宮原広郁
• 通讯作者: 宮原広郁

Influence of Crystal Orientation on Growth Velocity of Poly-crystalline Silicon for Solar Cells

晶体取向对太阳能电池用多晶硅生长速度的影响

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings of Modeling of Casting and Solidification Processes VII
• 作者: Hirofumi Miyahara;et. al.
• 通讯作者: et. al.

渕上遥平,成田一人,宮原広郁, 多結晶シリコンの初期凝固部における結晶成長方位制御, 日本金属学会-日本鉄鋼協会九州支部共催合同学術講演大会ポスターセッション優秀賞,(2008).

Haruhei Fuchigami，Hitoshi Narita，Hiroiku Miyahara，多晶硅早期凝固区晶体生长取向的控制，日本金属学会九州分会和钢铁研究所联合主办的联合学术会议海报会议优秀奖日本，（2008）。