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HTTRにおける太陽電池パネル用球状シリコン半導体の製造量評価

Proposal of a neutron transmutation doping facility for n-type spherical silicon solar cell at high-temperature engineering test reactor

石井 俊晃; Ho, H. Q.; 本多 友貴; 濱本 真平; 石塚 悦男

Ishii, Toshiaki; Ho, H. Q.; Honda, Yuki; Hamamoto, Shimpei; Ishitsuka, Etsuo

現在利用されている太陽光発電パネルは、単結晶または多結晶のシリコンウェーハが90%を占めている。シリコンウェーハは、インゴッドを切断して研磨することで製造するため、大量のシリコン廃棄物が発生するとともに製造コストが高くなる要因となっている。これに対して、球状シリコンはシリコンを溶融して滴下させて製造するため安価であるがP型のみ製造されている。しかし、P型はキャリアライフタイム及び少数キャリア拡散長が短いためN型より発電効率が悪い。このため、安価でN型の球状シリコンの製造方法を検討した。N型シリコンの製造方法の一つとして、中性子核変換ドーピング法(NTD-Si)が有る。この方法は特別な装置を必要とせず、中性子を照射するだけで製造することができるが、十分な照射体積が確保されている必要がある。HTTRでは反射体領域が大きく十分な照射体積を確保することができるため、球状シリコンを連続的に供給して吸引チューブにより連続的に取り出す方法を考案した。本報告では製造コスト評価の一環として、HTTRが定格出力で約1年間運転した場合のN型球状シリコンの最大製造量を評価した。

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