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2015年11月 3日 (火)

NIMSと九州大学の研究チームは、高品質・低価格でモノシリコンを育成できる新しい鋳造法「シングルシードキャスト法」を開発しました。

2015.10.27 物質・材料研究機構
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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1.国立研究開発法人物質・材料研究機構
 (以下NIMS)
 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点
 (MANA)ナノエレクトロニクス材料
 ユニットの関口隆史グループリーダー
 と、国立大学法人九州大学
 応用力学研究所の柿本浩一教授らの
 研究チームは、高品質低価格の
 モノシリコン育成法を開発しました。
 
2.今回得られた成果は、シングルシード
 キャスト法という新しい鋳造法です。
 従来の鋳造法に比べ結晶の品質を
 飛躍的に向上することができ、
 シリコン太陽電池の効率化が期待
 されます。
 
3.現在、太陽電池の主流である
 シリコン系太陽電池では、変換効率が
 20%に達しており、今後の開発では、
 付加価値を高めるために、20%を上回る
 変換効率が求められています。
 しかし、従来の鋳造多結晶シリコンでは
 この目標値を実現することが不可能
 であり、一方、半導体用の
 無転位単結晶シリコンでは価格競争に
 勝ち残れないため、多結晶シリコン、
 半導体用単結晶シリコンに代わる
 第3のシリコン材料の開発が
 望まれていました。
 
4.研究グループは、この問題を解決する
 ため、種結晶を使ったシリコンの
 鋳造法「シングルシードキャスト法」を
 新たに開発し、結晶の品質が良く
 不純物の少ない単結晶シリコン
 (モノシリコン)インゴットを
 育成することに成功しました。
 新開発した鋳造法は、るつぼの中で
 シリコンを溶解し、小さな種結晶から
 単結晶を成長させる技術で、
 半導体シリコン単結晶の作成法に
 比べて、原料コストも製造コストも
 下げることができます。
 さらに、この方法で育成した結晶を
 用いて試作した太陽電池の変換効率は
 最大で18.7%を記録しました。
 これは、同時に評価した半導体用
 無転位単結晶(CZシリコン)ウエハの
 18.9%に迫るものです。
 今後、結晶欠陥と不純物の影響を
 さらに抑えることで、CZシリコンの
 変換効率を上回ることが
 期待されます。
 
 
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 価格競争力のある太陽電池が出来る
ようになりそうです。
 
 変換効率だけで言えばそれなりの効率が
達成出来ていますが、高価なんです。
 
 高品質・低価格な太陽電池が生産出来る
ことが最重要ですよね。
 
 今後に期待したい。

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