成果報告書詳細
管理番号20110000000794
タイトル*平成22年度中間年報 太陽エネルギー技術研究開発 太陽光発電システム次世代高性能技術の開発 極限シリコン結晶太陽電池の研究開発(革新的太陽電池用単結晶成長法の研究開発)
公開日2011/6/23
報告書年度2010 - 2010
委託先名国立大学法人九州大学
プロジェクト番号P07015
部署名新エネルギー部
和文要約和文要約等以下本編抜粋:1. 研究開発の内容及び成果等
【1】高効率単結晶育成炉の温度分布解析シミュレータ構築
単結晶育成炉の温度分布の解析用シミュレータの構築をおこなう。特に、単結晶育成で必要な種結晶を融解することなく、確実に固体として保持することが可能な温度分布を有する結晶育成炉の設計が可能な温度分布解析シミュレータ構築の構築を行う。これをもとに結晶育成炉の作成を行う。
【2】高効率単結晶育成炉の不純物除去解析シミュレータ構築
高効率太陽電池を実現するためには、炭素、酸素、窒素等の軽元素の除去が必要である。これを実現するためのガス整流装置の最適化を、不純物除去解析シミュレータにより最適化し、実験により実証する。
【3】高効率単結晶育成炉の転位除去解析シミュレータ構築
高効率太陽電池を実現のために結晶の低転位化が必須である。これを実現するために、結晶の冷却過程の最適化アルゴリズムを構築し、これをもとに凝固実験を行い、転位密度が1×104 cm-2 以下の結晶育成を実証する。
英文要約Title: Solar energy Technology research and development: Development of High technology in next generation for Solar energy system: Research and development of Crystalline silicon solar cells: Development of growth method of silicon single crystals (FY2010-FY2012) FY2010 Annual Report
The project focuses on the development of crystallization process of silicon single crystal using a directional solidification method. Several papers on crystallization silicon single crystals using directional solidification method have been reported from BP solar and French group. They reported that quality at a periphery is degraded due to undesired crystallization at this region. At the initial stage of this project, we have to understand the reason of the formation of such undesired growth. To perform the requirement, we made a powerful new code for the prediction of crystallization process of silicon using directional solidification process. The code is time dependent, therefore we can understand the crystallization process of silicon ingot as a function of melting and solidification time. The calculation result indicated the solidification process using a conventional furnace to understand the solidification process with undesirable crystallization at a crucible wall. We can recognize that the crystallization takes place at a periphery of a crucible as well as a bottom of a crucible. Such undesirable crystallization degrades crystal quality of silicon for solar cells. Experimental results obtained by a crystal grown by NIMS and Toyota Institute of Technology shows the formation of poly crystallization at a wall of a crucible. This is due to conventional structure of a furnace which is not optimized for crystallization of a silicon single crystal. The calculated results show of newly revised structure of a furnace to remove the problem of undesired crystallization process. We can recognize that the undesired crystallization is almost solved by using a newly designed furnace.
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