高効率多結晶一方向凝固シリコンゴットのキャラクタリゼ-ション

高效多晶单向固化有机硅的表征

基本信息

批准号：
01603512
负责人：
梅田高照
金额：
$ 2.18万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-01603512/
关键词：
多結晶シリコン一方向凝固ライフタイム流動凝固解析

项目摘要

本研究は、SOG-Siによる一方向凝固多晶型インゴットのキャラクタリゼ-ションと効率劣化の原因の解明を目的とし、特にインゴットが受ける熱覆歴が効率に与える影響を粒界と関係づけて検討した。また、次世代多結晶シリコインゴットのプロセッシングとして期待されているコ-ルドクル-シブル法の凝固シミュレ-ションを行い、インゴット作製条件を検討した。酸素を多量に固溶した単結晶および多結晶ウエハ-を600〜1200℃で熱処理し、ライフタイムを測定した結果は、前者のライフタイムは減少し、後者のライフタイムは増加した。多結晶インゴット粒内のライフタイムは単結晶と同様減少したが、粒界をはささむ局所ライフタイムは著しく増加した。このような一方向凝固インゴットの粒界はdenuded zoneの生成により純化されていると思われ、このような粒界構造を積極的に利用した太陽電池用セルの可能性が示唆された。なお、光電変換効率は両結晶とも熱処理により劣化し、ライフタイム測定のみを効率の指標とすることは多結晶インゴットにおいては適切でない。この原因は前述の粒内・粒界の析出状態の相違によるものである。インゴットの熱覆歴を評価するため、輻射を考慮した凝固・熱伝導解析を行い、吸引鋳造、一方向凝固インゴットの最適製造条件の検討手法を確立した。さらに、コ-ルドクル-シブル法に対応するために、電磁誘導法、自然対流を考慮した流動韓固シミュレ-ションを完成させ、これらの流動の凝固に及ぼす影響を検討した。

本研究的目的是表征由 SOG-Si 生产的单向凝固多晶锭，并阐明效率恶化的原因。特别是，我们研究了锭的热历史对与晶界 I 相关的效率的影响。考虑了一下。此外，我们还对有望成为下一代多晶硅锭加工方法的冷坩埚法进行了凝固模拟，并对锭的生产条件进行了研究。对含有大量固溶氧的单晶和多晶晶片进行600至1200℃的热处理并测量它们的寿命，结果前者的寿命缩短，而后者的寿命增加。多晶锭晶粒内的寿命与单晶一样下降，但晶界上的局部寿命显着增加。这种单向凝固锭的晶界似乎通过裸露区的形成而得到净化，这表明太阳能电池有可能积极利用这种晶界结构。请注意，两种晶体的光电转换效率都会因热处理而劣化，对于多晶锭来说，仅使用寿命测量作为效率指标是不合适的。其原因在于如上所述的晶粒内和晶界处的析出状态的差异。为了评估铸锭的热覆盖历史，我们进行了考虑辐射的凝固和热传导分析，并建立了一种检查吸铸和单向凝固铸锭最佳制造条件的方法。此外，为了对应冷坩埚法，我们完成了考虑电磁感应法和自然对流的流体流动模拟，并研究了这些流体对凝固的影响。