低成本制造高品质单晶硅 无需使用超导磁铁

低成本制造高品质单晶硅 无需使用超导磁铁

时间:2016-04-27 17:14 来源:未知 作者:admin 点击:
低成本制造高品质单晶硅 无需使用超导磁铁 利用LCZ法制造的单晶硅 制造单晶硅时的情形 采用LCZ法制造的单晶硅和采用传统方法制造的单晶硅的对比 日本东北大学、FTB研究所、产业技术综合研究所(产综研)2016年3月23日宣布,开发出了高品质单晶硅的低成本制造

低成本制造高品质单晶硅 无需使用超导磁铁
利用LCZ法制造的单晶硅
制造单晶硅时的情形

采用LCZ法制造的单晶硅和采用传统方法制造的单晶硅的对比

  日本东北大学、FTB研究所、产业技术综合研究所(产综研)2016年3月23日宣布,开发出了高品质单晶硅的低成本制造技术。基本不需要进行新投资即可生产品质高于以往的单晶硅,实现以低成本生产高效率太阳能电池。

  在单晶硅制造方法中,人们比较熟悉的是“CZ法”,利用石英玻璃制成的圆形坩埚将原料硅熔化,通过向上提拉硅熔体,使其变成晶体。但硅熔体的温度约为1400度,坩埚中会发生热对流,导致石英坩埚壁熔解,因此生产出来的硅晶体中含有氧及重金属等杂质。

  在高品质单晶硅制造方法中,最为有名的是“MCZ法”,这种方法着眼于硅熔体为液体金属这一点,从坩埚外部施加磁场来抑制对流。但是,MCZ法需要使用超导磁铁设备,不适合用于亟需降低成本的太阳能电池用途。

  此次开发的“LCZ法”使用对内壁表层(泼液层,Liquinert层)进行特殊处理使其排斥熔体的坩埚。不使用磁场,采用普通的CZ法即可抑制坩埚的熔化,因此能以更低的成本制造高品质单晶硅。此次采用LCZ法成功制造出了实用尺寸的200mm直径单晶硅。

  单晶硅的品质可通过使用期(LifeTime)这一物理量来进行定量性的测量。此次的使用期测量结果显示,用LCZ法生产的单晶硅拥有与MCZ晶体同等或者更高的品质。而且,还利用LCZ硅制作硅基板,并试制出了标准型太阳能电池,结果发现与使用传统结晶硅(用CZ法生产的单晶硅)的太阳能电池相比,转换效率最多可提高1.03倍。

  今后将根据需求扩充扩泼液坩埚制造设备,以降低坩埚成本。而且,还将致力于制造技术的开发,改进泼液坩埚及晶体生长技术,以满足更高品质结晶硅的量产化需求,为2020年达到14日元/kWh的发电成本目标作出贡献。

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