JPH0479973B2 - - Google Patents
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- JPH0479973B2 JPH0479973B2 JP16957588A JP16957588A JPH0479973B2 JP H0479973 B2 JPH0479973 B2 JP H0479973B2 JP 16957588 A JP16957588 A JP 16957588A JP 16957588 A JP16957588 A JP 16957588A JP H0479973 B2 JPH0479973 B2 JP H0479973B2
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- mold
- cavity
- molten silicon
- vibration
- injection port
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- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 27
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Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
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。
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
上に下皿ｂを載置し、この上に上皿ｃを載設する
ことで、両皿ｂ，ｃにより形成された鋳造型ｄ内
にキヤビテイｅを形成し、これらを不活性ガス雰
囲気Ａ内に置いて、キヤビテイ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ｇ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つて、キヤビテ
イｅ内へ充填するようにしたものである。
製造方法は、第３図に示す如くターンテーブルａ
上に下皿ｂを載置し、この上に上皿ｃを載設する
ことで、両皿ｂ，ｃにより形成された鋳造型ｄ内
にキヤビテイｅを形成し、これらを不活性ガス雰
囲気Ａ内に置いて、キヤビテイ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ｇ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つて、キヤビテ
イ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
転動式坩堝ｉ、漏斗ｊを配置し、転動式坩堝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。
型ｄの上位に、ヒータｈ、これにより加熱される
転動式坩堝ｉ、漏斗ｊを配置し、転動式坩堝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ａに係る回転機構や、鋳造型ｄを
ターンテーブルａに載置したり、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つ
ていない。
ターンテーブルａに係る回転機構や、鋳造型ｄを
ターンテーブルａに載置したり、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つ
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。
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
囲気内にあつて、解離自在に組成され、薄厚に形
成されたキヤビテイ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ヤビテイ内へ流下
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。
囲気内にあつて、解離自在に組成され、薄厚に形
成されたキヤビテイ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ヤビテイ内へ流下
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、そのキヤ
ビテイ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、キヤビテイ内へその
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ヤビテ
イ内へ当該溶融シリコンを充填することができ
る。
ビテイ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、キヤビテイ内へその
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ヤビテ
イ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つて詳記すれば、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１には、ヒータ２によつて
加熱されるモールド３が縦装されるようになつて
いると共に、当該モールド３には、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４に
よつて、振動Ｂが伝達されるようにしてある。
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１には、ヒータ２によつて
加熱されるモールド３が縦装されるようになつて
いると共に、当該モールド３には、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４に
よつて、振動Ｂが伝達されるようにしてある。
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ユール３ａと右側モール
ドモジユール３ｂとを衝当し、図示しないビスな
どにより両モジユール３ａ，３ｂを一体化するこ
とによつて薄肉のキヤビテイ３ｃが形成され、こ
のキヤビテイ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１ａ内にあつ
て、キヤビテイ３ｃが縦方向へ長くなるよう配設
されるのである。
す如く左側モールドモジユール３ａと右側モール
ドモジユール３ｂとを衝当し、図示しないビスな
どにより両モジユール３ａ，３ｂを一体化するこ
とによつて薄肉のキヤビテイ３ｃが形成され、こ
のキヤビテイ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１ａ内にあつ
て、キヤビテイ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、キヤビテイ３ｃと連通する上端
注入口５が、当該キヤビテイ３ｃの容積よりも大
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がキヤビテイ３ｃの上端流入
スリツトを示している。
ける中央箇所に、キヤビテイ３ｃと連通する上端
注入口５が、当該キヤビテイ３ｃの容積よりも大
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がキヤビテイ３ｃの上端流入
スリツトを示している。
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１内に縦装したモールド３における
上端注入口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つて得た溶融シ
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によつてこのモールド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。
るには、炉体１内に縦装したモールド３における
上端注入口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つて得た溶融シ
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によつてこのモールド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、これによつ
て当該溶融シリコンSiには、上下方向への振動が
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Siは、上端注入口５からその重力
のみによつては流下しないが、上記の縦向きであ
る振動によつて、キヤビテイ３ｃ内へ流下するこ
ととなり、当該キヤビテイ３ｃに溶融シリコンSi
が充填されるに至る。
て当該溶融シリコンSiには、上下方向への振動が
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Siは、上端注入口５からその重力
のみによつては流下しないが、上記の縦向きであ
る振動によつて、キヤビテイ３ｃ内へ流下するこ
ととなり、当該キヤビテイ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100Hz、振幅0.2〜0.5mm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。
数100Hz、振幅0.2〜0.5mm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、キヤビテイ３ｃのサイズは50×50×0.5
mm、キヤビテイ３ｃを形成するモールド３の内面
にはSi3N4粉末をコーテイング、溶融シリコン
（1450℃）は10g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秒後にキヤビテイ
３ｃに充填された。
性黒鉛、キヤビテイ３ｃのサイズは50×50×0.5
mm、キヤビテイ３ｃを形成するモールド３の内面
にはSi3N4粉末をコーテイング、溶融シリコン
（1450℃）は10g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秒後にキヤビテイ
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、キヤビテイ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。
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、キヤビテイ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
上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つた。
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
上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つた。
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
ヤビテイ、５…上端注入口、Ｂ…振動、Si…溶融
シリコン。
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
ヤビテイ、５…上端注入口、Ｂ…振動、Si…溶融
シリコン。
Claims (1)
- １ 不活性雰囲気内にあつて、解離自在に組成さ
れ、薄厚に形成されたキヤビテイが縦方向へ長く
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ヤ
ビテイ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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16957588A JPH0218313A (ja) | 1988-07-07 | 1988-07-07 | 多結晶シリコンシートの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16957588A JPH0218313A (ja) | 1988-07-07 | 1988-07-07 | 多結晶シリコンシートの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0218313A JPH0218313A (ja) | 1990-01-22 |
| JPH0479973B2 true JPH0479973B2 (ja) | 1992-12-17 |
Family
ID=15889021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16957588A Granted JPH0218313A (ja) | 1988-07-07 | 1988-07-07 | 多結晶シリコンシートの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0218313A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5653137A (en) * | 1989-05-31 | 1997-08-05 | Hitachi, Ltd. | Five-high rolling mill |
-
1988
- 1988-07-07 JP JP16957588A patent/JPH0218313A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0218313A (ja) | 1990-01-22 |
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