JPH0218313A - 多結晶シリコンシートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は太陽電池その他の光電変換素子等に用いられて
いる多結晶シリコンシートの製造方法に関する。

（従来の技術） 既知のスピン法による多結晶シリコンシートの製造方法
は、第３図に示す如くターンテーブルａ」二に下皿すを
載置し、この上に上＠Ｃを載設することで、両皿す、ｃ
により形成された鋳造型ｄ内にキャビティｅを形成し、
これらを不活性ガス雰囲気Ａ内に置いて、キャビティｅ
のターンテーブルａにおける軸心位置に開口した注入口
ｆから、溶融シリコン８を注入し、これをターンテーブ
ルａの回転により生ずる遠心力によって、キャビティｅ
内へ充填するようにしたものである。

また、上記の溶融シリコンｇを得るため、鋳造型ｄの上
位に、ヒータｈ、これにより加熱される転勤式坩堝ｉ、
漏斗ｊを配置し、転勤式坩堝ｉに投入したシリコン母材
をヒータｈにより溶融した後、これを回転軸心ｋにて回
動させることで、漏斗ｊを介して溶融シリコンｇを前記
の如く注入口ｆから流入させるようにしている。

このため、上記従来のスピン法によるときは、ターンテ
ーブルｄに係る回転機構や、鋳造型ｄをターンテーブル
ｄにａ置したり、取り外したりするための可成り複雑な
駆動機構も必要となるだけでなく、ターンテーブルの回
転に必要な空間を確保したり、その他溶融シリコンｇを
供給のための諸部材をも要することから、不活性ガス雰
囲気も広くとらなければならず、この結果ヒータその他
による消費電力も大となる等の欠陥があり、さらに遠心
力にて所定製品を得るには、相当な時間を要するので生
産性の点でも満足すべきものとなっていない。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は従来のスピン法がもつ難点につき鑑み、モール
ドへ溶融シリコンを注入させるのであるが、遠心力を利
用するのでなく、溶融シリコンがもつ重力を最大限に活
用すると共に、モールドに対する適切な方向への振動を
付与することにより、比較的小さな不活性ガス雰囲気内
にて、簡潔な製造装置により少ない消費電力により、ス
ピン法よりも迅速に多結晶シリコンシートを製造し得る
ようにするのが、その目的である。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するため、不活性雰囲気内に
あって、解離自在に組成され、薄厚に形成されたキャビ
ティが縦方向へ長くなるよう配設され、かつ加温されて
いるモールドの上端注入口に、溶融シリコンを供与する
と共に、このモールドに機械的振動発生手段、超音波振
動発生手段等による振動源の振動を縦方向に印加するこ
とで、上端注入口の溶融シリコンをキャビティ内へ流下
充填させた後、当該溶融シリコンをモールド冷却により
固化させ、これにより得られたものをモールドより取り
出すようにしたことを特徴とする多結晶シリコンシート
の製造方法を提供しようとするものである。

（作　　　用） 不活性雰囲気内に存するモールドは、そのキャビティが
縦向きに長く配されているので上端注入口に存する溶融
シリコンは、キャビティ内へその重力により流下しよう
とすることとなり、この際機械的か超音波による振動が
、これまた縦向きに当該モールドに対して付与されるこ
ととなるから、当該振動により、溶融シリコンの重力に
伴う落流が助長促進され、可成りの短時間でキャビティ
内へ当該溶融シリコンを充填することができる。

（実　施　例） 本発明を図示の実施例によって詳記すれば、第１図が同
法を実施するのに用い得る製造装置であり、アルゴン等
の不活性ガスか真空による不活性雰囲気１ａをもつ炉体
ｌには、ヒータ２によって加熱されるモールド３が縦装
されるようになっていると共に、当該モールド３には１
機械的振動発生ｆ１段、超音波振動発生手段等による振
動源礁によって、振動Ｂが伝達されるようにしである。

ここで、上記モールド３は第１図と第２図に示す如く左
側モールドモジュール３ａと右側モールドモジュール３
ｂとを衝当し、図示しないビスなどにより両モジュール
３ａ　、　３ｂを一体化することによって薄肉のキャビ
ティ３Ｃが形成され、このキャビティ３Ｃは全体として
所要の円板状空所、矩形板状空所等所望形状に設定され
ており、当該モールド３は上記不活性雰囲気！ａ内にあ
って、キャビティ３ｃが縦方向へ長くなるよう配設され
るのである。

さらに、このモールド３には、その上端側における中央
箇所に、キャビティ３ｃと連通ずる上端注入口５が、当
該キャビティ３ｃの容積よりも太きく上向きに開口形成
されており、図示の実施例では、第２図に示す如く上端
注入口５が円筒状に形成され、図中３ｄがキャビティ３
ｃの上端流入スリットを示している。

そこで、上記製造装置を用いて本発明を実施するには、
炉体ｌ内に縦装したモールド３における」二端注入口５
にシリコン母材を収納して、これをヒータ２により加熱
溶融するとか、図示しない何等かのシリコン母材溶融装
置によって得た溶融シリコンＳｉを当該上端注入口５に
存置させると共に、振動源４によってこのモールド３に
矢印方向である上下への振動Ｂを付与するのである。

すなわち振動方向は縦向きであり、これによって当該溶
融シリコンＳｉには、」−下方向への振動が伝達される
こととなるから、表面張力の大きなこの溶融シリコンＳ
ｉは、上端注入口５からその重力のみによっては流下し
ないが、上記の縦向きである振動によって、キャビティ
３ｃ内へ流下することとなり、ち該キャビティ３ｃに溶
融シリコンＳｉが充填されるに至る。

ここで、振動源４による振動Ｂとしては、振動数１００
Ｈｚ　、振幅０．２〜０．５Ｉ１ｍの機械的振動とか。

１９．５ＫＨｚで１２００Ｗの超音波振動を加えること
ができる。

今具体例を示せは、モールド３の素材には等方性黒鉛、
キャビティ３ｃのサイズは５０Ｘ５０Ｘ０．５ｍｍ、キ
ャビティ３Ｃを形成するモールド３の内面には５ｉ３Ｎ
４粉末をコーティング、溶融シリコン（１４５０℃）は
ｌｏｇを使用した結果、上端注入口５内の当該溶融シリ
コンＳｉは、５秒後にキャビティ３ｃに充填された。

充填完了後、ヒータ２による加熱を止めて冷却すること
で、当該溶融シリコンを固化し、モールド３を解離して
、キャビティ３Ｃと同寸法の製品である多結晶シリコン
シートを取り出すことで全工程が終る。

（発明の効果） 本発明は、上記のようにモールド３を縦装し、かつ縦向
きに振動を加えるだけで、多結晶シリコンシートが得ら
れるので、製造装置の部品点数が削減され、かつ占有空
間も小さくてすむので、同Ｊ：′Ｊ装置の大幅な小形化
が実現でき、これにより消費電力を節減することができ
ると同時に、数秒で太陽電池用の素材の注入工程が完了
し、従来のスピン法に比し倍程度の高速生産が可能とな
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施することのできる製造装置を示し
た一例の縦断正面説明図、第２図は同上装置のモールド
を示した平面図、第３図は従来のスピン法による多結晶
シリコンシートの製造方法に供し得る製造装置の縦断正
面説明図である。 １ａ・・・・・・不活性雰囲気 ３・・・・・・モールド ３ｃ・・・・・・キャビティ ５・・・・・・上端注入口 Ｂ・・・・・・振動 Ｓ１＋＊・・φφ溶融シリコン 第　１　図 代理人　弁理士　斎　藤　義　雄 第　２　図 第　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　不活性雰囲気内にあって、解離自在に組成され、薄厚
   に形成されたキャビティが縦方向へ長くなるよう配設さ
   れ、かつ加温されているモールドの上端注入口に、溶融
   シリコンを供与すると共に、このモールドに機械的振動
   発生手段、超音波振動発生手段等による振動源の振動を
   縦方向に印加することで、上端注入口の溶融シリコンを
   キャビティ内へ流下充填させた後、当該溶融シリコンを
   モールド冷却により固化させ、これにより得られたもの
   をモールドより取り出すようにしたことを特徴とする多
   結晶シリコンシートの製造方法。