【半導体工学】４枚のウェハが取れる大口径・高品質太陽電池用シリコンインゴット単結晶の作製に成功

もろ禿

機構報第1147号：４枚のウェハが取れる大口径・高品質太陽電池用シリコンインゴット単結晶の作製に成功
http://www.jst.go.jp/pr/info/info1147/index.html

ポイント
シリコン太陽電池は、より一層の高品質化と低コスト化が望まれている。
１枚の断面スライスから４枚のウェハを作製できるほど大口径のシリコン単結晶を作製した。
高効率太陽電池の作製コストの３割程度の削減が期待できる。

文部科学省革新的エネルギー研究開発拠点形成事業（ＪＳＴ受託事業）において、ＪＳＴの中嶋一雄　研究チームリーダーらは、標準的な５０ｃｍ径の石英ルツボから、４０ｃｍ径以上の
高品質なシリコンインゴット注１）単結晶を作製することに、世界で初めて成功しました。

一般的に使用されている太陽電池の大半はシリコン太陽電池であり、その中核的な部材であるシリコン結晶については、より一層の結晶の高品質化と作製費の低コスト化が望まれていました。

本研究グループは、新しい結晶作製法であるＮｏｎｃｏｎｔａｃｔ　ｃｒｕｃｉｂｌｅ（ＮＯＣ）法注２）を採用しました。ＮＯＣ法には従来の４倍以上の面積のシリコン結晶が得られるという利点がある反面、
温度が管理しづらいという課題がありましたが、２つのヒーターとカーボン製の保熱材の組み合わせによって、大きな結晶の成長に必要な広い低温領域注３）の確保を実現しました。これにより、
標準的なサイズである５０ｃｍ径の石英ルツボを用いて、４０ｃｍ径以上のシリコンインゴット単結晶を作製することに成功しました。これは、今まで１枚の断面スライスからレギュラーサイズの
ウェハが１枚しか取れなかったところ、４枚取ることができるほどのサイズです。

本手法で作製したシリコン単結晶は、現在主流の作製法（ＣＺ法注４））と同程度の高効率太陽電池を高い歩留まりで実現できることも明らかになりました。

今後、結晶のさらなる高品質化を目指し、結晶欠陥の一種である転位注５）をゼロにする技術が確立すれば、最高レベルの変換効率注６）を持つシリコン太陽電池に適用できるウェハの
作製コストについて３割程度の削減が期待できます。

本研究成果は、平成２７年１１月１７日（韓国時間）に、韓国・釜山で開催中のＰＶＳＥＣ－２５（第２５回太陽光発電国際会議）にて発表されます。

（以下略）