日本科學(xué)家在近日于韓國釜山召開的第二十五屆太陽光發(fā)電國際會議上宣布，日本科學(xué)技術(shù)振興機構(gòu)中島公式一雄領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組首次利用50厘米直徑的標(biāo)準(zhǔn)石英坩堝，制作出40厘米直徑以上的高品質(zhì)硅鑄塊單晶體。

目前的太陽能電池大部分是硅基電池，但其核心部分的硅結(jié)晶體品質(zhì)較低且成本較高。太陽能電池企業(yè)為降低發(fā)電成本，都在積極開發(fā)高質(zhì)量硅結(jié)晶和低成本制作技術(shù)。目前的主流方法是直拉單晶制造法(CZ法)，使用60厘米直徑的石英坩堝制作22厘米直徑硅結(jié)晶體，一個切片只能制作一張通常尺寸(15.6厘米×15.6厘米)的硅晶片。CZ法制作大尺寸硅結(jié)晶需要更大尺寸的石英坩堝，因此降低成本比較困難。

研究小組采用了中島公式一雄開發(fā)的新的結(jié)晶制作法“非接觸坩堝法(NOC法)”。NOC法能夠得到四倍以上面積的硅結(jié)晶，但溫度控制比較困難。他們通過兩臺加熱器與碳保熱材料組合，實現(xiàn)了生成大結(jié)晶所需的大面積低溫環(huán)境。由此，使用標(biāo)準(zhǔn)尺寸50厘米直徑的石英坩堝，成功制作出40厘米直徑以上的硅鑄塊單晶體，且能從一個斷面切片制作出四張晶片。

研究小組下一步的目標(biāo)是不斷提高結(jié)晶質(zhì)量，把結(jié)晶轉(zhuǎn)位缺欠降低到零，從而使制作成本減少三成。