日本科学家在近日于韩国釜山开会的第二十五届太阳光发电国际会议上宣告,日本科学技术大力发展机构中岛公式一雄领导的一个研究小组首次利用50厘米直径的标准石英坩埚,制作出有40厘米直径以上的高品质硅铸块单晶体。 目前的太阳能电池大部分是硅基电池,但其核心部分的硅结晶体品质较低且成本较高。太阳能电池企业为减少发电成本,都在大力研发高质量硅结晶和低成本制作技术。
目前的主流方法是直拉单晶生产法(CZ法),用于60厘米直径的石英坩埚制作22厘米直径硅结晶体,一个切片不能制作一张一般来说尺寸(15.6厘米15.6厘米)的硅晶片。CZ法制作大尺寸硅结晶必须更大尺寸的石英坩埚,因此降低成本较为艰难。
研究小组使用了中岛公式一雄研发的新的结晶制作法非认识坩埚法(NOC法)。NOC法需要获得四倍以上面积的硅结晶,但温度控制较为艰难。
他们通过两台加热器与碳保热材料人组,构建了分解大结晶所需的大面积低温环境。由此,用于标准尺寸50厘米直径的石英坩埚,顺利制作出有40厘米直径以上的硅铸块单晶体,且能从一个断面切片制作出有四张晶片。 研究小组下一步的目标是大大提升结晶质量,把结晶长号缺欠减少到零,从而使制作成本增加三成。
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