多結晶シリコン太陽電池とその製造法

単結晶シリコンによる太陽電池は、かなり高い効率が得られ、歴史や実績も豊富なのですが、製造の期間やコストが高く、大量生産に向かないという弱点があります。

引き上げ法に非常に手間がかかるためです。

そこでもっと安価に作れる多結晶シリコンが実際にはよく使われます。

なんとなく多結晶の方が材質的に上位にくるように思われるかもしれませんが、そんなことはありません。

単結晶のように均一で大きな結晶構造でなく、小さな結晶をつなぎ合わせたようなイメージです。

ジーメンス法でポリシリコンを作るところまでは単結晶の場合と同じです。

それを1000℃程度で溶かした後、直方体の鋳型に流し込みます。

それを冷やしたものが多結晶シリコンインゴットです。

次にその直方体のインゴットを、食パンを薄く切るように、200～300マイクロメートル程度の厚さで切断します。

後は単結晶の場合と同じような工程でｐｎ接合を作り、太陽電池に仕上げていきます。

多結晶シリコンでは、結晶と結晶の境目で自由電子と正孔の再結合が起きやすいので、単結晶より変換効率があり程度下がることは避けられません。

現在、0.20程度が実現されています。