成果報告書詳細
管理番号20090000001204
タイトル平成19年度-平成20年度成果報告書 新エネルギー技術研究開発 新エネルギーベンチャー技術革新事業/結晶シリコン太陽電池用の低コスト電気化学的加工プロセスの技術開発
公開日2010/3/10
報告書年度2007 - 2008
委託先名株式会社カンタム14
プロジェクト番号P07015
部署名研究開発推進部 技術革新・基盤技術グループ
和文要約太陽電池用の結晶シリコン基板のコスト低減を目的として、弗酸電解液中の陽極酸化を利用したインゴットのスライス技術を研究開発するとともに、その実用化可能性を検討した。
電気化学反応によるシリコンの異方的溶出過程と陽極酸化の特性に基づいてスライス反応を解析し、実用的な速度でスライスするための開発の方向付けを行い、また、実験結果に基づくシミュレーションにより、300μmピッチでのマルチスライスが可能なことを予測した。
複数のワイヤー状陰極を精密に移動してシリコンインゴットをマルチスライスする方式を対象として、30mm角の縮小サイズのインゴットを取り扱えるスライス試験装置を試作するとともに、さまざまな切断条件についてシリコンインゴットのスライス実験を実施した。
この結果、個別の技術的可能性としては、切断ピッチ300μm、切断速度145μm/min、カーフロス68μm、基板厚さ86μmというベスト値を確認するとともに、6本の陰極を用いた同時スライスにおいて、ピッチ300-400μm、カーフロス-150μm、切断速度-100μm/minのマルチスライスができることを確認した。
また、切断表面には陽極酸化特有の微細な凹凸は残るものの、平坦度は10μm以下であり、実効ライフタイムによる評価からスライスによる表面汚染や結晶損傷も殆んど無いことを確認し、付加的表面処理無しに太陽電池用基板としての利用可能性があることを確認した。
本事業は、ベンチャーの保有する技術シーズを発掘・育成することで、併せてベンチャーの育成を図るプログラムであり、その目的についても一定の進展を見た。
英文要約This work is an R&D of a novel slicing technology of crystalline silicon ingot for solar cell use. The process includes local anodization of silicon in hydrofluoric electrolyte and the purpose of this study is to make sure the potential of this technology for practical use. Based on the analytical study on the electrochemical reaction, the guideline was given for slicing at a practical rate, and in addition, simulation work revealed the potential of multiple slicing at 300μm pitch.
An apparatus with precisely-controlled transferring multi-wire cathodes was made for testing multiple slicing of 30mm cube ingots and experiments were carried out with various slicing conditions. As a result, technical achievements were obtained for pitch of 300um, slicing rate of -145μm/min, karf of 68um, and wafer thickness of 86μm. Practical potentials were confirmed in slicing capability of 300-400μm pitch, -150μm kerf, at cutting speed of approaching 100μm/min in multiple slicing up to 6-wires.
Although it remained a slight surface undulation attributable to anodization mechanism, measured surface flatness was less than 10μm, and effective carrier lifetime measurements indicated there remained little surface contamination or crystallographic damage after slicing. The resulted wafers are almost ready to use in solar cell fabrication without any additional surface treatments after the slicing process.
This program includes accompanying object to foster start-ups by encouraging the development of their high-tech seeds. The program worked in appropriate progress from this point of view.
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