成果報告書詳細
管理番号20100000000094
タイトル平成20年度成果報告書 平成20年度第1回採択産業技術研究助成事業 08B39202c 低コスト省エネルギー型太陽電池用Si製造方法の開発 平成20年度中間
公開日2010/2/19
報告書年度2008 - 2008
委託先名独立行政法人 産業技術総合研究所大石哲雄
プロジェクト番号P00041
部署名研究開発推進部 若手研究グラントグループ
和文要約本年度は、電解を行う上で把握しておく必要のあるアルミ金属霧とAl-Siの置換反応について主に検討した。
アルミの金属霧は、フッ化物浴(NaF:AlF3 = 3:1)にAlあるいはAl-Si合金を添加した系において間接的に確認された。今回の条件で発生した金属霧は1価のアルミイオンと推測され、その一部がNaF等を含む形で蒸発したようであった。その結果、一定時間経過後は生成速度と蒸発速度が擬似的に平衡した状態になり、その際の金属霧生成速度は13 mg/h・cm2 と見積もられた。
フッ化物浴にシリカを含む系でも金属霧は発生したが、発生は1時間程度でほぼ停止した。いくつかの原因が推測されたが、詳細は現時点で不明である。
Al-Siの置換反応に関しては、Alが3個、Siが4個の電子を授受して置換したと判断され、金属霧によると推定されるAlの損失を除けばほぼ計算どおりの物質収支が得られた。金属相中のSiの増加速度をもとに、交換された電流の密度を算出したところ0.13 A/cm2以上であった。ただし、今回の条件では反応時間を十分に規定できていないため、反応速度を正確に把握するためには操作手順等の改善が必要である。
英文要約In this fiscal year, we investigated formation of aluminum metal fog and reduction of silicon species by metallic Al. As for the aluminum metal fog, we indirectly observed its formation in a fluoride melt consists of NaF and AlF3, when metallic Al was added. The metal fog observed was supposed to be monovalent aluminum species from the analyses of the products. In addition, it was suggested that a part of the formed monovalent aluminum species vaporized probably as NaF-AlF compounds. As a result, the metal fog was continuously generated and the generation rate was estimated to be around 13 mg/h・cm2. Aluminum metal fog was also observed in a silica containing melt, but its generation seemed to be stopped within 1 hour.
Concerning the silicon reduction by metallic Al, weight change of the Al and Si in the liquid alloy phase suggested 3 and 4 electron reactions of Al and Si, respectively, and the average current density exchanged was evaluated to be higher than 0.13 A/cm2.
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