日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)(JST)宣布,,開(kāi)發(fā)出了使用生產(chǎn)效率高的鑄造生長(zhǎng)爐來(lái)制造單晶硅的新方法,,并且,,使用基于該方法制造的單晶硅錠的太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了19.14%。通過(guò)采用使用鑄造生長(zhǎng)爐制造的單晶硅,,實(shí)現(xiàn)了與利用直拉單晶制造法(CZ法)制造的單晶太陽(yáng)能電池為同等水平的高效率和高成品率,。
太陽(yáng)能電池用硅晶圓方面,使用鑄造生長(zhǎng)爐制造的多晶硅與使用CZ生長(zhǎng)爐制造的單晶硅相比,,生產(chǎn)效率高且價(jià)格便宜,,因此太陽(yáng)能電池市場(chǎng)有60%被多晶硅占據(jù)。但多晶硅存在兩方面的問(wèn)題,,一是形成優(yōu)良的多晶結(jié)構(gòu)時(shí),結(jié)晶品質(zhì)會(huì)變差,,因此轉(zhuǎn)換效率比單晶硅低1~1.5%,;二是存在殘留變形,因此結(jié)晶品質(zhì)的不均勻性較大,,成品率低,。
此次開(kāi)發(fā)的非接觸坩堝法(NOC法)使用用于制造多晶硅錠的鑄造生長(zhǎng)爐,,并在熔液內(nèi)獨(dú)創(chuàng)性地設(shè)置了低溫區(qū)域,可在不接觸坩堝壁的情況下使單晶生長(zhǎng)(用來(lái)形成低溫區(qū)域的獨(dú)創(chuàng)經(jīng)驗(yàn)并未公開(kāi)),。作為生長(zhǎng)爐內(nèi)容物的石墨夾具全部在真空中長(zhǎng)時(shí)間高溫空燒,,去除了雜質(zhì)。另外還通過(guò)極力減慢單晶在生長(zhǎng)中的上升速度和旋轉(zhuǎn)速度,,降低了晶體位錯(cuò)及氧濃度,,減少了結(jié)晶缺陷。
此次利用由上述方法獲得的p型單晶硅錠,,從全部區(qū)域均等切割出晶圓,,使用該晶圓試制了Al-BSF(鋁背場(chǎng))構(gòu)造的太陽(yáng)能電池,結(jié)果以極高的成品率實(shí)現(xiàn)了最大轉(zhuǎn)換效率達(dá)到19.14%,、平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到19.0%的高效率太陽(yáng)能電池,。另外還成功試制出了直徑比達(dá)到坩堝直徑90%的單晶硅錠。今后,,如果能使用更大的坩堝制造大容量單晶硅錠,,這項(xiàng)技術(shù)便有望成為太陽(yáng)能電池市場(chǎng)的主流。