シャフト式アーク炉を用いた炭素熱還元による高純度シリコンの製造
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概要
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To produce inexpensive solar-grade silicon of high purity, a AC-arc furnace has been developed based on a thermodynamic consideration of carbothermic reduction of silica to metallic silicon. The furnace is featured by a closed type shaft and a hearth with arc electrodes and feeding nozzles. The carbon pellets as a reducing agent are fed from the top of the shaft, whereas silica powder is transferred to the hottest arc spot in the hearth. The resulting species of SiO and SiC, generated through the reactions of SiO_2+C→SiO+CO and SiO+2C→SiC+CO, react in the lower part of the shaft to yield silicon, SiO+SiC→2Si+CO. Melting silicon is accumulated in the hearth and pulled out from the tapping hole. The productivity has been about 2kg/h and the silicon yield has been found to be typically 83%. Analyses have shown that the impurities in the silicon were below 0.1 ppmw for B, 12 ppmw for Fe and below 5 ppmw for the other elements. Single-crystalline solar cells fabricated starting from this silicon after purifications of decarburization and unidirectional solidification have recorded a conversion efficiency of 16.5%. This value was equivalent to that of solar cells made from semiconductor-grade silicon.
- 社団法人日本鉄鋼協会の論文
- 1991-10-01
著者
-
河原 哲郎
日本板硝子株式会社
-
阪口 泰彦
JFEスチール株式会社スチール研究所
-
阪口 泰彦
川崎製鉄(株)技術研究所
-
阪口 泰彦
川崎製鉄(株)千葉製鉄所
-
荒谷 復夫
川崎製鉄(株)技術研究所
-
荒谷 復夫
川崎製鉄株式会社技術研究所
-
深井 真
川崎製鉄(株)ハイテク研究所
-
石崎 正人
日本板硝子(株)事業開発部
-
吉谷川 貢
日本板硝子(株)事業開発部
-
河原 哲郎
日本板硝子(株)事業開発部
-
吉谷川 貢
日本板硝子(株)事業開発部:(現)nsg America Inc.
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