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       東京理工大學和早稻田大學的一個研究小組已經成功的制造出高質量的薄膜單晶硅，其晶體缺陷密度降低到了硅晶圓級，其增長率是以前的十倍以上。從理論上說，這種方法可以使原料的產量提高到幾乎百分之百。因此，我們預期這項技術可以使硅晶體的生產成本大幅度的降低，同時保證單晶硅太陽能電池的發電效率。

       將太陽能轉化為電能是解決二氧化碳排放導致全球變暖的有效方法。太陽能發電系統的核心是單晶硅太陽能電池，使單晶硅太陽能電池變薄，就有可能大大的降低占據模塊成本的40%左右的原材料的成本。也使得單晶硅更加靈活輕便并提高其使用率和降低成本。

       此外，作為一種降低成本的方法，太陽能電池采用雙孔硅層(DPSL)的薄膜單晶硅引起了人們的關注。單晶硅太陽能電池領域存在的挑戰有：1、在硅層片之間形成高質量的薄膜硅。2、實現可以輕易剝離的多孔結構(剝離)。3、改善生長率和硅原材料產量。4、剝離后沒有任何浪費，可以繼續使用模板。

       為了克服這些挑戰，有必要了解并確定多孔硅上生長的薄膜晶體質量的主要因素，并且開發出一種控制這些材料的技術。

       由東京理工大學的Manabu Ihara教授和Kei Hasegawa副教授以及早稻田大學的Suguru Noda博士組成的聯合研究小組，已經開發出了一種厚度約為10微米的高品質的單晶硅，將晶體缺陷密度降低到了硅晶圓級，其生長率比以前高出10倍。首先，用電化學技術在單晶硅片表面生成納米級多孔硅。其次，通過獨特的區域加熱再結晶方法(ZHR)將表面平滑到0.2~0.3納米，并且利用該基體高速生長獲得具有高結晶質量的單晶薄膜。采用雙層多孔硅層可以很容易的剝離薄膜，基底可以作為薄膜生長的蒸發源使用或者利用，從而大大的降低了材料的損耗。通過改變ZHR方法的條件，降低了底層襯底表面的粗糙度，降低了薄膜晶體的缺陷密度，最終成功地將其降低到硅片的1/10水平。這定量的表明，表面粗糙范圍只有0.1~0.2納米(原子水平的幾層)對晶體缺陷的形成有著重要的影響，這也是晶體生長機制的一個有意思的地方。

       從硅源到薄膜硅的成膜速率和轉換速率是生產薄膜單晶硅的瓶頸。化學氣相沉積法(CVD)主要用于外延生長，最大的成膜率為每小時幾微米，產率約為10%。在早稻田大學Noda的實驗室中，通過在大于2000℃的溫度下蒸發原料Si，而不是常規的物理氣相沉積（PVD）（原料Si在其熔點約為1414℃的溫度下蒸發），快速蒸發方法（RVD）是能夠以10μm/ min沉積Si的高Si蒸氣壓開發的。研究人員發現，ZHR技術解決了技術性問題，大大的降低了剝離過程中的制造成本。

       根據這項研究的結果，團隊不僅發現了提高晶體質量的主要因素，在多孔硅的快速生長過程中，研究人員成功的控制住了生長速率。該結果發表在英國皇家化學學會（RSC）期刊CrystEngComm上面，并且會出現在這個期刊的內部封面上。