補足資料

シリコンの種別と略称

シリコンを用いた太陽電池材料には色んな種類や表記方法があります。中には混同しやすい表記もありますので、ご注意下さい。
(シリコンの製造工程については、こちらの図をご覧下さい。)

Si … シリコン(silicon;ケイ素)の元素記号です。元素番号14番、IV族の元素です。地殻中に酸素に次いで豊富に存在します。

c-Si, x-Si … 結晶シリコン(crystalline Si)。特に単結晶シリコン(monocrystalline Si)を指す場合が多いですが、単結晶・多結晶両方をまとめて呼ぶこともあります。

mono-Si … 単結晶シリコン (monocrystalline Si) を指します。

poly-Si … 多結晶シリコン (polycrystalline Si) を指します。

p-Si … 多結晶シリコン (polycrystalline Si) 、もしくはp型のシリコン(p-type Si)を指します。

Si:B … p型のシリコンを指します。ホウ素(B)を添加すると、p型になります。

m-Si, mc-Si … 多結晶シリコン (multicrystalline Si)、もしくは 微結晶シリコン (microcrystalline Si) を指します。単結晶シリコン(monocrystalline Si)とも混同しやすいので、使われない方が無難です。

μc-Si… 微結晶シリコンを指します。

n-Si, Si:P … n型のシリコン(n-type Si)を指します。リン(P)を添加すると、n型になります。

a-Si , a-Si:H … アモルファスシリコン (amorphous Si) を指します。アモルファスシリコンは性質を安定させるために水素を結合させていますので、「水素化アモルファスシリコン」と呼ばれることもあります。":H" は水素を添加していることを示します。

n+Si, p+Si … それぞれn型とp型のシリコンを表しますが、特に添加物が多いことを表します。添加物の量の違いを利用して電子や正孔を誘導し、性能を高める目的で用いられます。

mg-Si … 金属グレードシリコン(metallurgical grade Si もしくは metal grade Si)の略です。不純物が多く残っています。

SEG-Si … 半導体グレードシリコン(semiconductor grade Si)の略です。LSIなどの製造に用いられる超高純度のもので、11N(99.999999999%)以上の純度があります。下記の表を参照ください。

SOG-Si … ソーラーグレードシリコン(solar grade Si)の略です。純度は6N(99.9999%)以上です。下記の表を参照ください。

SiH4 … シリコンに水素を結合させてガス(もしくは液化ガス)にしたもので、シラン(silane)、またはモノシランと呼ばれます。 反応性に富むことを利用して太陽電池や微細半導体デバイスの製造に広く用いられています。爆発性があり、取り扱いに注意が必要です。

SiHCl3 … トリクロロシラン。やはりガス状で、シラン同様に原料として用いられます。

SiGe, SiC … シリコンの禁制帯幅(バンドギャップ)を変えるために、シリコンをゲルマニウムや炭素と混ぜ合わせた材料です。利用する光の波長を変えて、多接合型の太陽電池を造るのに用いられます。

SiN … 窒化シリコンです。電力の損失を防いだり、反射による損失を防ぐために、シリコンの表面に形成されます。


各種グレードのシリコンのスペックの例
  金属シリコン (mg-Si) [1] ソーラーグレード (SOG-Si) [2] 半導体グレード (SEG-Si) [3]
純度 [4] 95~99% >99.9999% (6N) >99.999999999% (11N)
B 5-10ppmw <0.5ppma (p型) / <0.001ppma (n型) <0.00002ppma
P, As 25-30ppmw <0.05ppma (p型) / 0.0001ppma (n型) As:<0.00001ppma / P:<0.00001ppma
Fe,Al,Ti等 >1000ppmw <0.1ppma Fe:<0.00001ppma / Al:<0.00001ppma
/ Ti: <0.0005ppma
C 150-250ppmw 10ppma <0.2ppma
O - 20ppma <0.1ppma

ppma = parts per million atomic (原子数での百万分率), ppmw = parts per million weight(重量での百万分率)
出典:
[1]加藤他、工業用金属シリコンを用いる太陽電池基板用高純度シリコン製造プロセスの開発、鐵と鋼 : 日本鐡鋼協會々誌、Vol.86, No.11(20001100) pp. 717-72.
[2]Mauk 他、Solar-grade silicon: the next decade, Proceedings of 3rd World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, 2003.11-18 May 2003 Page(s): 939 - 942.
[3] シリコンの科学、UCS半導体基盤技術研究会、リアライズ社、1996年, P.61, P.100.
[4]…各社スペックシートおよび学会発表より産総研調べ


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(最終更新:2010年11月29日)

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