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NOC法によるp – 型シリコン太陽電池の作製に成功科学技術振興機構(JST) 研究グループ

 文部科学省 革新的エネルギー研究開発拠点形成事業(JST受託事業)において,科学技術振興機構(JST)の研究グループは,生産性の高いキャスト成長炉で作製したシリコン単結晶インゴットを用いて太陽電池を製作し,19.14%という高い変換効率を,高い歩留まりで実現したと発表した。
 メガソーラ向け太陽電池に使われるシリコンは,多結晶を使ったものが主流である。多結晶は単結晶より変換効率が劣るものの,キャスト法を使うため高い生産性が得られ低コストである。生産性の高いキャスト成長炉で現行の単結晶なみの歩留まりと特性が実現できれば,単結晶が市場で主流になると見込まれていた。
 同グループは,NOC法と呼ばれる新しい単結晶作製法を開発した。これは,多結晶インゴットを得るためのキャスト成長炉に,さらに融液内に独自に低温領域を設定し,ルツボ壁に触れないで単結晶を融液内成長できる工夫をしたものである。使う材料を高純度化し,ガスの流し方を工夫したほか,インゴット底部を凸化するなど融液がルツボ壁と反応するのを防止する技術を開発することで,結晶中に含まれる酸素濃度や金属不純物を低減し,さらに結晶欠陥の低減を図った。得られたp -型シリコン単結晶を用いて,産業技術総合研究所福島再生可能エネルギー研究所(FREA)の標準プロセスで作製したAI-BSF構造太陽電池は,最高19 .14%,平均19 .0%の変換効率を示し,極めて高い効率の太陽電池を実現することに成功した。この変換効率は,同一プロセスで製作した従来型のp – 型CZシリコンインゴット単結晶太陽電池の変換効率19.1%と同程度だった。今後,太陽電池用シリコンインゴットの製造方法の主流になると期待される。

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