結晶欠陥の3次元分布を可視化名古屋大学　研究グループ

　名古屋大学の研究グループは，多数の太陽電池用シリコンウエハーの蛍光画像を収集し，得られた多数の画像に情報処理技術を適用することで，従来は困難であった太陽電池用シリコンインゴット中の結晶欠陥の3次元分布の可視化に成功したと発表した。
　再生可能エネルギーへの期待から太陽光発電の普及が急速に進んでいるが，さらなる普及には発電コストの低減が必要である。太陽電池の主材料である多結晶シリコンは，製造コストの低さがメリットであるが，結晶欠陥が多いことがエネルギー変換効率を向上するうえでの課題だった。結晶欠陥は，太陽電池用シリコンウエハーを作製するためのシリコンインゴットの製造時に発生することが知られているが，その内部で結晶欠陥がどのように分布しているかを調べる方法は，これまでになかった。そのため，結晶欠陥の発生メカニズムが解明できず，結晶欠陥の少ない高品質なシリコンインゴット製造技術の開発指針も不明確だった。
　同グループは，シリコンインゴットをスライスして作製した大量の実用サイズの多結晶シリコンウエハーに，レーザー光を照射し，蛍光と反射光が混ざった画像をCCDカメラで撮影した。得られた多数の画像に対し，情報処理技術を適用することでウエハー表面のスライス痕やノイズを除去し，シリコン多結晶の結晶欠陥を蛍光強度の低い領域として抽出した。さらに大量の2次元画像を3次元に再構成することにより，シリコンインゴット中で結晶欠陥が発生したり消滅したりする様子が3次元的に示された。このようなシリコンインゴット中の結晶欠陥の3次元可視化により，結晶欠陥の発生メカニズムが解明され，結晶欠陥の少ない高品質なシリコンインゴットの開発が加速すると期待される。