太陽電池用シリコン基板中の欠陥発生メカニズムに関する研究

太阳能电池硅基板缺陷产生机理研究

• 批准号: 12J09881
• 负责人: 立花 福久
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Meiji University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J09881/
• 关键词: 結晶シリコン; 結晶欠陥

本年度は昨年度作製した濡れ性を抑制し, インゴット全体を大粒径化させたインゴットの軽元素不純物の分布について詳細に評価を行った. 雰囲気制御を行うことで炭素不純物の混入が約半分程度まで低減できることを明らかにした. これらの結果を学会発表および学術論文として報告を行った. これらの結果については13. 研究発表で示すとおりである. 軽元素不純物, 特に炭素不純物の混入抑制を行ったことにより, インゴット全体での大粒径化, 結晶粒界の抑制が達成されたものと考えられる. 現在更なる濡れ性と結晶欠陥の分布について評価を進めており, 結晶欠陥発生メカニズムに関する検討を進めている.本研究成果は安価な結晶シリコンインゴット作製時に問題とされている結晶欠陥発生の抑制に繋がる技術である. 結晶欠陥を完全に抑制した単結晶シリコンインゴットの作製をキャスト法で達成することは太陽電池用だけでなく他のデバイス応用まで広がることが出来る. また, 抑制方法の開発はシリコン以外の材料への適応も可能であると考える.本申請者の申請時における研究計画では理想的結晶粒界の形成を行い, インゴット全体の高品質化につなげることを目的としていた. しかし, 濡れ性と結晶欠陥の発生に関する評価を進めていくことで, 結晶粒界をはじめとする結晶欠陥の発生を大きく低減できる可能性を示した. これらは理想的結晶粒界の形成とは異なるが, インゴット全体での高品質化という最終目標との差異はない. 本研究で得られた成果を基に濡れ性と結晶欠陥の分布, るつぼ壁との反応について詳細に評価を進めることで, 結晶欠陥発生メカニズムの解明に努めていく.

今年，我们评估了去年制造的铸锭中光元素杂质的分布，并详细制作了整个铸锭。据揭示，通过控制大气，碳杂质的污染可以减少到大约一半。这些结果在学术会议和学术论文中报告。这些结果如第13个研究演示中所示。通过抑制光元素杂质的污染，尤其是碳杂质的污染，人们认为已经实现了整个铸币套件的巨大粒径和晶界。我们目前正在评估晶体缺陷的进一步润湿性和分布，目前正在研究晶体缺陷产生的机制。这项研究的结果是一种导致抑制晶体缺陷的发生的技术，在制造廉价的晶体硅锭时，这是一个问题。铸造方法允许生产完全抑制晶体缺陷的单晶硅锭，但也扩展到其他设备的应用，不仅是太阳能电池。此外，抑制方法的发展被认为可以适应硅以外的其他材料。该应用程序应用时的研究计划是形成理想的晶界，从而提高了整个铸币套件的质量。但是，通过对晶体缺陷的润湿性和发生进行评估，它表明，有可能显着降低包括晶体边界在内的晶体缺陷的可能性。这些与理想晶界的形成不同，但是与提高橡皮面质量的最终目标没有区别。根据本研究中获得的结果，我们将通过对润湿性，晶体缺陷的分布以及与坩埚壁的反应进行详细评估来阐明晶体缺陷产生的机理。

项目成果

Evaluation of defects generation in crystalline silicon ingot

晶体硅锭缺陷产生的评价

• 发表时间: 2013
• 作者: T. Tachibana;Y. Ohshita
• 通讯作者: Y. Ohshita

溌液結晶化法により作製した結晶シリコンインゴットの評価

液晶法生产的晶体硅锭的评价

• 发表时间: 2012
• 作者: 立花福久;土屋佑樹;宮崎直人;櫻木史郎;小椋厚志
• 通讯作者: 小椋厚志

Evaluation of Silicon Substrates Fabricated by Seeding Cast Technique

晶种铸造技术制造的硅衬底的评价

• DOI: 10.4028/www.scientific.net/msf.725.133
• 发表时间: 2012
• 期刊: Materials Science Forum
• 作者: T. Tachibana;T. Sameshima;T. Kojima;K. Arafune;K. Kakimoto;Y. Miyamura;H. Harada;T. Sekiguchi;Y. Ohshita;and A. Ogura
• 通讯作者: and A. Ogura

Silicon Crystal Growth under Suppressed Wettability Conditions

抑制润湿性条件下的硅晶体生长

• 发表时间: 2012
• 作者: T. Tachibana;N. Miyazaki;Y. Tsuchiya;M. Funakoshi;S. Sakuragi;and A. Ogura
• 通讯作者: and A. Ogura

Evaluation of Silicon Ingot with Addition of SiCl4 in Atmosphere during Unidirectional Solidification

气氛中单向凝固过程中添加SiCl4硅锭的评价

• DOI: 10.1109/jphotov.2013.2295175
• 发表时间: 2014
• 期刊: IEEE Journal of Photovoltaics
• 影响因子: 3
• 作者: T. Tachibana;K. Sato;H. Kusunoki;S. Sakuragi;Y. Ohshita;H ;Ono;and A. Ogura
• 通讯作者: and A. Ogura