高効率多結晶一方向凝固シリコンインゴットのキャラクタリゼーショ

高效多晶单向凝固硅锭的表征

基本信息

批准号：
62603512
负责人：
梅田高照
金额：
$ 1.86万
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：
1987
资助国家：
日本
起止时间：
1987 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

エネルギー危機が叫ばれて以来様々な太陽電池が研究されてきたが, 石油の代替エネルギーとしての太陽電池には, 高効率, 低コスト, 大量生産が容易という条件が不可欠である. こういった条件を考慮した場合, 一方向凝固多結晶シリコンは非常に有望であるが, より一層の高効率化と低コスト化が必要である. そこで本研究では効率を左右する因子として結晶中酸素, 炭素とその析出や結晶欠陥などの挙動を考え, それの解明のため比抵抗, 酸素, 炭素濃度, ライフタイムの測定により, 一方向凝固多結晶型インゴットの特性評価を行った. また, ウェハーの熱処理による影響を調べ, インゴットが受ける熱履歴が効率に与える影響について検討を加え, さらに高効率, 低コストなインゴットの製造プロセスの基本原則の確立を目指した. その結果, インゴット底部では欠陥は少ないが酸素濃度が高く, 酸素の析出がライフタイムの低下と効率の劣化を招いていることが分った. またインゴットの周辺部も鋳壁から結晶が成長するため結晶欠陥が多く, 鋳壁からの柱状晶とチルから柱状晶がぶつかる付近で転位が多く発生しており, インゴットの健全性の低下を招いている. そのため, より高効率のインゴットを得るには格子間酸素濃度を減らす必要があり, 溶解および凝固時の酸素の混入を極力防止する対策が必要である. また, 凝固開始, 鋳壁部における結晶成長法の改善も必要である. 熱処理により1000°C以上の温度域では2時間以上保持されると, 効率の劣化を招くことが明らかになり, また酸素濃度を減少させると熱履歴の影響を受けやすいと考えられるので, 凝固後は出来る限り急冷する必要があると考えられる. また, 熱処理により効率は劣化したにもかかわらず, 粒界ではライフタイムが非常に増加した. 今後は高効率インゴット作製のため, 熱処理時の粒界での挙動の解明と, 効率劣化の機構の解明が必要である.

自从能源危机升级以来，已经研究了各种太阳能电池，但是太阳能电池是石油能量的替代能量，对于具有高效率，低成本和易于产生的质量至关重要。考虑到这些条件，单向固化的多晶硅非常有前途，但是有必要进一步提高效率并降低成本。因此，在这项研究中，我们将氧气中的氧氧气及其沉淀和晶体缺陷视为影响效率的因素，为了澄清这些因素，我们通过测量电阻率，氧，氧，碳浓度和生命周期来评估单向固化的多晶Ingots的特征。我们还研究了热处理对晶片的影响，研究了铸锭对效率的热史的影响，并旨在建立高效效率和低成本铸币厂制造过程的基本原理。结果，铸锭底部几乎没有缺陷，但是氧气浓度很高。已经发现，氧气沉淀会导致寿命降低和效率恶化。此外，随着晶体从铸造的壁生长，在铸康的外围也发现了晶体缺陷，并且位错发生在柱状晶体的附近，而钛在铸造壁上发生，从而导致了铸币套到铸币炮的完整性的下降。因此，为了获得较高的效率，必须降低间质氧浓度，并需要在溶解和凝固过程中预防氧气污染的措施。另外，有必要改善铸造壁的晶体生长法。据透露，如果通过热处理持续两个小时或更长时间的温度范围或更多时间，则超过2小时，则效率可能会恶化。此外，由于氧气的浓度降低，因此人们认为有必要在凝固后尽快淬火。此外，尽管由于热处理而导致的效率恶化，但在晶界，寿命却显着增加。将来，为了产生高效的玉米块，有必要在热处理期间阐明晶界处的行为和效率降解的机理。