利用CVD制造太阳能电池硅晶圆

德国弗劳恩霍夫协会太阳能系统研究所（FraunhoferISE）与该研究所于2015年7月创办的风险企业NexWafe宣布，开发出了能以原来约1/2的成本制造单晶硅太阳能电池硅晶圆的技术。这样可使太阳能电池模块的制造成本削减20％。

以前制造单晶硅太阳能电池用硅晶圆时，要耗费大量电力并经过很多工艺。具体而言，首先要利用氢气（H2）等还原由HSiCl3等氯硅烷化合物构成的气体，制造多晶硅；然后将多晶硅放在1450℃的高温下融化，做成单晶硅锭；最后再利用一种特殊线锯金刚石线锯切薄，从而制成单晶硅。

切薄时会产生很多切屑。据FraunhoferISE介绍，单晶硅大约有1/2以上会变成切屑。现在，单晶硅锭的价格在2000日元/kg左右，其中1000日元/kg以上会变成切屑。

此次开发的技术直到在三氯硅烷中混合H2，都跟原来的方法相同。不过，此后是利用化学气相沉积法（CVD）在实施了表面多孔质化处理的硅基板上使单晶硅膜外延生长。当单晶硅膜达到足以作为晶圆的厚度之后，以机械方式剥离作为基板的硅基板。这个硅基板可重复利用数十次。

FraunhoferISE等将利用这种方法制造的单晶硅晶圆叫做EpiWafer。由于不产生切屑，因此可使硅晶圆的制造成本减半，使融化多晶硅等所需要的电力削减80％。太阳能电池模块的制造成本可以削减20％。

另外，采用这种方法还容易制造出使用金刚石线锯时切屑过多、事实上很难实现的150mum厚的硅晶圆，可以实现单晶硅薄膜太阳能电池。

NexWafe公司利用EpiWafer试制了太阳能电池，已确认可获得高达20％的转换效率。该公司计划2017年初启动EpiWafer试验工厂，2017年下半年开始以每年最大250MW的规模量产EpiWafer。（记者：野泽哲生）