高温素材プロセッシング

[1105] The metal-element additive effects on carbothermal reduction process for the solar-grade silicon

小笠原卓哉¹, Boucetta Abd erahmane¹, abdellaoui imane¹, 佐藤裕之¹, 古屋泰文¹, ^〇伊高健治¹ (1.弘前大学 北日本新エネルギー研究所)

司会: 佐々木 秀顕 (東京大学)

Keywords:シリコン, 太陽電池, 炭素熱還元

主な太陽電池の原料であるSiは、珪石から金属Siを経てシーメンス法で高純度化される。このシーメンス法は、半導体用の高純度（11N）Si精製には向いているが、太陽電池用Si（SOG-Si、6N以上）にはコストが高いという問題がある。太陽電池市場の拡大に伴ってコストと量産性の問題から、シーメンス法に代わる新しいSOG-Si製造法の開発が必要となっている。我々は化学溶液的手法で高純度化したシリカを原料として一気にSOG-Siにまで還元することによって、エネルギーコストを下げ、収率・反応速度を向上させることを目指している。 シリカの炭素還元反応では、必ず中間生成物（SiO とSiC）を経て、Siが得られる。問題点として比較的容易に生成するSiOに比べて、SiCは高温の反応温度が必要で有り、反応収率は高くない。原因として、気相－固相反応であることが考えられる。そこで、金属元素をフラックスとして添加することによって、反応を促進させることを試みる。 高周波誘導加熱装置を用いて、様々な金属フラックスの添加による効果を調べた。当日では、顕著な違いの得られたフラックス材料と反応プロセスの関係について議論する。