高効率多結晶-方向凝固シリコンインゴントのキャラクタリゼーション

高效多晶定向凝固硅锭的表征

基本信息

批准号：
63603512
负责人：
梅田高照
金额：
$ 2.11万
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：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

一般商用電池としての太陽電池は、高効率、安価、大量生産可能が必須の条件となる。一方向凝固法により作製された多結晶シリコンは、(1)作製技法が比較的容易でコストが安く大量生産が可能、(2)精錬効果があり柱状晶が得られるため効率が高い、(3)低品位Siからでも製作可能、という長所を有し、一般商業電力用太陽電池の材料として非常に有望である。本研究では効率に密接に関係する因子として結晶中固溶酸素、炭素とその析出や結晶欠陥などの挙動を考え、それらの挙動の解明のため比抵抗、固溶酸素、炭素濃度、ライフタイムの測定を行い、SOG、Siによる一方向凝固多結晶型インゴットのキャラクタリーゼーションと、効率劣化の原因の解明を目的とした。特にインゴットが受ける熱履歴が効率に与える影響を粒界と関係づけて検討を加えた。酸素を多量に固溶している単・多結晶ウエハーを600〜1200℃で熱処理するとライフタイムは、前者は減少し、後者は増加した。多結晶インゴットにおいては、粒内のライフタイムは単結晶と同様減少したが、粒界をはさむ局部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する太陽電池用セルが示唆された。尚、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で効率の指標とすることは多結晶インゴットにおいては問題であり、この原因は前述の粒内、粒界の析出状態の相違による。さらに、真空吸引鋳造による薄板ウエハーを作成した。また、輻射を考慮した相変態を含む熱伝導プログラムを作成し、吸引鋳造、一方向凝固インゴットの最適製造条件の探索に便利ならしめた。

太阳能电池作为一般商用电池必须高效、廉价且能够大规模生产。单向凝固法生产的多晶硅具有以下优点：（1）生产工艺相对简单，成本较低，可大批量生产（2）具有细化作用，可获得柱状晶。，因此效率很高）它的优点是甚至可以用低品位的硅来制造，这使得它作为一般商业电力太阳能电池的材料非常有前途。在这项研究中，我们将晶体中固溶氧和碳的行为、它们的沉淀和晶体缺陷视为与效率密切相关的因素，为了阐明这些行为，我们研究了电阻率、固溶氧、碳浓度、测量的目的是表征具有 SOG 和 Si 的单向凝固多晶锭，并阐明效率恶化的原因。特别是，我们研究了晶锭的热历史对晶界效率的影响。当含有大量氧的单晶/多晶晶片在600至1200℃下进行热处理时，晶片的寿命在前一种情况下缩短，而在后一种情况下增加。在多晶锭中，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被认为通过形成裸露区而被纯化，并且已经提出了积极利用这种晶界结构的太阳能电池。请注意，两种晶体的光电转换效率都会因热处理而恶化，并且仅使用寿命测量作为效率指标对于多晶锭来说是一个问题。此外，通过真空吸铸法制造薄晶圆。我们还创建了一个热传导程序，其中包括考虑辐射的相变，以便于寻找吸铸和单向凝固铸锭的最佳制造条件。