多結晶並みの生産性で単結晶シリコン作製に成功：太陽電池向けで従来単結晶と変換効率は同等（2/2 ページ）

科学技術振興機構（JST）は、多結晶シリコンインゴットに用いられるキャスト成長炉で、結晶性に優れる単結晶シリコンインゴットを作製する製造法を開発したと発表した。新製造法によるシリコンウエハーで、従来の単結晶シリコンと同等の変換効率で太陽電池を実現できることも確認したとする。

[竹本達哉，EE Times Japan]

変換効率は、最高19.14％、平均19.0％

　研究チームは、こうした工夫を施したキャスト成長炉を用いて、直径35cm、高さ8cmのp−型シリコンの単結晶インゴットを作製。インゴットの全領域から均等に切り出したウエハー（15.6×15.6cmサイズ）を用いて太陽電池の変換効率を調べた。太陽電池は従来のCZ法で平均19.1％の変換効率が得られる太陽電池構造、プロセスを採用したところ、切り出したウエハーによる太陽電池では最高で19.14％、平均19.0％の変換効率が得られたという。歩留りについても、「極めて高歩留りで実現することに成功した」（JST）としている。

NOC法で作製したp-型シリコン太陽電池の変換効率分布 （クリックで拡大） 出典：科学技術振興機構

　JSTでは、「市場占有率の高いハイパーフォーマンス（HP）キャスト成長法で作製したインゴット多結晶の太陽電池特性をはるかにしのぐものであり、NOC法の優位性を示している」と結論付ける。

ハイパーフォーマンスキャスト法による太陽電池とNOC法による太陽電池の変換効率分布の比較 （クリックで拡大） 出典：科学技術振興機構

課題は大型化だが……

　なお、作製するインゴットの大型化は今後の課題になるが、「NOC法ではるつぼ径の90％の直径比を有するインゴット単結晶を既に実現しており、るつぼのサイズを最大限に活用する。今後、直径1m程度の大きなるつぼを使用して大容量の単結晶シリコンインゴットを作製できれば、開発技術を太陽電池用シリコンインゴット製造方法の主流にできる道が開ける」（JST）という。

NOC法による大型ルツボを用いた大口径・大容量のシリコンインゴット単結晶の成長例（目標結晶の一例） （クリックで拡大） 出典：科学技術振興機構