JPS6364909A - 太陽電池用シリコン薄板の製造方法 - Google Patents
太陽電池用シリコン薄板の製造方法Info
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- JPS6364909A JPS6364909A JP61208052A JP20805286A JPS6364909A JP S6364909 A JPS6364909 A JP S6364909A JP 61208052 A JP61208052 A JP 61208052A JP 20805286 A JP20805286 A JP 20805286A JP S6364909 A JPS6364909 A JP S6364909A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分胃〕
この発明は太陽電池用シリコン薄板を効率よく製造する
方法に関する。
方法に関する。
従来の太陽電池用シリコンウェハーの製造法を第５図に
示す。
示す。
先ず金属Ｓｉ（純度９８ｚ）より多結晶シリコン（９９
，９９９９９９９９Ｘ）の製造は基本的には合成と析出
という工程である。
，９９９９９９９９Ｘ）の製造は基本的には合成と析出
という工程である。
代表的合成反応、析出反応を以下に示す。
（合成反応） Ｓ ｉ ＋ ３ Ｈｃ １→Ｓ ｉ Ｈ
ｃ ｌ ｓ 十Ｈｚ（析出反応） Ｓ ＩＨＣ１３＋Ｈ
ｘ→Ｓ ｉ ＋３ Ｈｃ １析出反応は電流を通じ赤熱
されたシリコン芯棒上で反応を行わせ、その表面にいわ
ゆるＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ）法により、シリコンを析出させ棒状多結
晶を得るシーメンス（Ｓｉｅ勤ｅｎｃｅ）法が一般的で
ある。
ｃ ｌ ｓ 十Ｈｚ（析出反応） Ｓ ＩＨＣ１３＋Ｈ
ｘ→Ｓ ｉ ＋３ Ｈｃ １析出反応は電流を通じ赤熱
されたシリコン芯棒上で反応を行わせ、その表面にいわ
ゆるＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ）法により、シリコンを析出させ棒状多結
晶を得るシーメンス（Ｓｉｅ勤ｅｎｃｅ）法が一般的で
ある。
次にシリコン単結晶を多結晶より製造する方法にはＦＺ
法（浮融帯法）とＣＺ法（引上げ法）がある。
法（浮融帯法）とＣＺ法（引上げ法）がある。
ＦＺ法は第６図に示す如く、高周波加熱により、アルゴ
ン又は真空中で浮融帯溶解するものであり、又、ＣＺ法
は第７図に示す如く、黒鉛ヒーター内の石英るつぼ内か
ら単結晶の種を核とし単結晶を上方に引上げ成長させる
方法である。
ン又は真空中で浮融帯溶解するものであり、又、ＣＺ法
は第７図に示す如く、黒鉛ヒーター内の石英るつぼ内か
ら単結晶の種を核とし単結晶を上方に引上げ成長させる
方法である。
次に得られた単結晶を第８図に示すように、厚さ約０．
５閣の厚さで切断する。この際切断しろ、研摩しろは約
０．５ａ＋ｍであり結局１＋ｌｌｌ１１のシリコン単結
晶から０．５−の太陽電池用シリコンウニへ−が一枚得
られろことになり、歩留りは約５桟である。
５閣の厚さで切断する。この際切断しろ、研摩しろは約
０．５ａ＋ｍであり結局１＋ｌｌｌ１１のシリコン単結
晶から０．５−の太陽電池用シリコンウニへ−が一枚得
られろことになり、歩留りは約５桟である。
尚、これより薄く研摩するとこわれてしまうので０．５
能様度が限界である。
能様度が限界である。
一方、実際には太陽電池用Ｓｉウェハーの厚みはＯ，１
ｍでもよく、もし０．１ｍｍ厚のＳｉウニ八へが従来法
に代わって得ることができれば、従来法の１０倍の歩留
になる。
ｍでもよく、もし０．１ｍｍ厚のＳｉウニ八へが従来法
に代わって得ることができれば、従来法の１０倍の歩留
になる。
また従来法では径の大きなウェハーの製造は難しく １
００ｍφ程度が得られる最大径である。
００ｍφ程度が得られる最大径である。
従来の太陽電池用シリコンウェハーの製造法では歩留り
が５０Ｘであり、また直接０．１ｍのシリコン薄板を製
造することができれば従来法の１０倍の歩留りにつなが
る。
が５０Ｘであり、また直接０．１ｍのシリコン薄板を製
造することができれば従来法の１０倍の歩留りにつなが
る。
叙上の従来技術に鑑み、本発明は、溶融状態から直接０
．１ｍ厚のシリコン薄板を得る太陽電池用シリコン薄板
の製造方法を提供することを目的とするものである。
．１ｍ厚のシリコン薄板を得る太陽電池用シリコン薄板
の製造方法を提供することを目的とするものである。
本発明は上記目的を達成するためになされたものである
。
。
即ち本発明は真空装置内で軸線が略ぼ水平な水冷回転ド
ラムを所定の周速度で回転し、前記水冷回転ドラムに近
接して設けられた水冷銅ハース上部に多結晶シリコンの
バーを水平又は垂直に供給し、この先端を電子銃により
溶解して水冷銅ハース内に滴下注入するか或いは塊状の
多結晶シリコンをハース内に連続的に投入し、これを電
子銃により溶解し、生成した水冷銅ハース内の溶融シリ
コンを前記水冷回転ドラム上に付着させ捲き上げること
によりシリコンの薄板を製造することを持出とする太陽
電池用シリコン薄板の製造方法である。
ラムを所定の周速度で回転し、前記水冷回転ドラムに近
接して設けられた水冷銅ハース上部に多結晶シリコンの
バーを水平又は垂直に供給し、この先端を電子銃により
溶解して水冷銅ハース内に滴下注入するか或いは塊状の
多結晶シリコンをハース内に連続的に投入し、これを電
子銃により溶解し、生成した水冷銅ハース内の溶融シリ
コンを前記水冷回転ドラム上に付着させ捲き上げること
によりシリコンの薄板を製造することを持出とする太陽
電池用シリコン薄板の製造方法である。
又、本発明方法を用いられる水冷回転ドラムの表面は縞
状の溝又は突起を設けることが好ましい。
状の溝又は突起を設けることが好ましい。
本発明方法においては、加熱源として電子銃によるエレ
ク）・ロンビームにて溶解が高真空、高温で行われ水冷
鋼ハース内で精練が行われ比較的低品位の金属シリコン
より、純度の高いシリコン薄板が得られる。また水冷回
転ドラム表面に横じまの溝、縦軸の溝、縞状の突起等を
設けろことにより薄いシリコン板を剥離し易く長い板を
製造することができる。
ク）・ロンビームにて溶解が高真空、高温で行われ水冷
鋼ハース内で精練が行われ比較的低品位の金属シリコン
より、純度の高いシリコン薄板が得られる。また水冷回
転ドラム表面に横じまの溝、縦軸の溝、縞状の突起等を
設けろことにより薄いシリコン板を剥離し易く長い板を
製造することができる。
次の本発明の実施例について述べる。
次にこの発明方法を図面を参照しながら説明する。
第１図はこの発明方法の１つの実施！？！様を示す説明
図である。
図である。
真空容器（図示せず）内で棒状の多結晶シリコン１が水
平（又は垂直）に一定速度で水冷の銅ハース２上に供給
されている。この先端部を上方に設置した電子銃により
溶解し、液滴を下方の水冷の銅ハース２内に注入する。
平（又は垂直）に一定速度で水冷の銅ハース２上に供給
されている。この先端部を上方に設置した電子銃により
溶解し、液滴を下方の水冷の銅ハース２内に注入する。
この水冷鋼心−ス２に近接して水冷回転ドラム４が設置
されており、これが図の矢印の方向に回転しており、溶
解シリコン８がこのドラム４上に付着凝固し上方に捲上
げられる。捲上げられたシリコン薄板５はスクレーパー
６により水冷回転ドラム４から剥離される。
されており、これが図の矢印の方向に回転しており、溶
解シリコン８がこのドラム４上に付着凝固し上方に捲上
げられる。捲上げられたシリコン薄板５はスクレーパー
６により水冷回転ドラム４から剥離される。
尚、一般にシリコン薄板に脆いので割れてしまうことが
あり、連続した長い薄板を製造することは難しい。従っ
て、水冷回転ドラム４上にあらかじめ０．１〜０．３ｍ
ｓ程度の第２図に示す様な横じまの溝、若しくは突起７
を一定間隔でつけておき、この部分のシリコン薄板の厚
みを他の部分よりも薄（することにより、スクレーパー
６により水冷回転ドラム４から剥離する場合にこの薄い
部分から割れるようにしておくことが好ましい。
あり、連続した長い薄板を製造することは難しい。従っ
て、水冷回転ドラム４上にあらかじめ０．１〜０．３ｍ
ｓ程度の第２図に示す様な横じまの溝、若しくは突起７
を一定間隔でつけておき、この部分のシリコン薄板の厚
みを他の部分よりも薄（することにより、スクレーパー
６により水冷回転ドラム４から剥離する場合にこの薄い
部分から割れるようにしておくことが好ましい。
本発明方法においては、第３図に示すように電子銃３に
より、Ａ部の水冷回転ドラム４とシリコン浴８の直接接
する部分を充分照射することが必要である。これにより
水冷鋼ハース２内の凝固シェル９と水冷回転ドラム４上
の凝固シェル９が接続することを防止でき安定して水冷
回転ドラム４上の凝固シェル９を櫓上げることができる
。
より、Ａ部の水冷回転ドラム４とシリコン浴８の直接接
する部分を充分照射することが必要である。これにより
水冷鋼ハース２内の凝固シェル９と水冷回転ドラム４上
の凝固シェル９が接続することを防止でき安定して水冷
回転ドラム４上の凝固シェル９を櫓上げることができる
。
もし、第４図に示すようにＡ部の水冷回転ドラム４とシ
リコン浴の直接接する部分を充分照射しない場合は水冷
銅ハース２内の凝固シェル９と水冷ドラム４上の凝固シ
ェル９が接続していしまい安定して櫓上げることができ
ない。
リコン浴の直接接する部分を充分照射しない場合は水冷
銅ハース２内の凝固シェル９と水冷ドラム４上の凝固シ
ェル９が接続していしまい安定して櫓上げることができ
ない。
以上の理由から電子銃３によるＡ部の照射は不可欠であ
り、又位置的に精度良く照射せねばならない。従って、
加熱源としてプラズマトーチを使用することは適切でな
い。
り、又位置的に精度良く照射せねばならない。従って、
加熱源としてプラズマトーチを使用することは適切でな
い。
第２図は本発明方法のもう１つの実施態様例を示す説明
図である。真空容器内（図示せず）で塊状のシリコンが
ホッパー１１より一定供給速度で水冷の銅ハース２内に
投入され、これが上方に設置した電子銃３により溶解さ
れる。この水冷鋼ハース２に近接して水冷回転ドラム４
が設置されており、これが図の矢印の方向に回転してお
り、溶融シリコンがこのドラム上に付着・凝固し上方に
捲き上げられシリコン薄板はスクレーパー６により、水
冷回転ドラム４から剥離される。
図である。真空容器内（図示せず）で塊状のシリコンが
ホッパー１１より一定供給速度で水冷の銅ハース２内に
投入され、これが上方に設置した電子銃３により溶解さ
れる。この水冷鋼ハース２に近接して水冷回転ドラム４
が設置されており、これが図の矢印の方向に回転してお
り、溶融シリコンがこのドラム上に付着・凝固し上方に
捲き上げられシリコン薄板はスクレーパー６により、水
冷回転ドラム４から剥離される。
加熱源として用いるエレクトロビーム（電子銃３）溶解
はａＸ空・高温で行われ、また水冷銅ハース２内での充
分な精練効果が期待されるので、水冷銅ハース２内に投
入するシリコン塊は金属シリコン（純度９８ｚ）でも得
られるシリコン薄板は太陽電池用として充分の純度良い
ものが得られる。
はａＸ空・高温で行われ、また水冷銅ハース２内での充
分な精練効果が期待されるので、水冷銅ハース２内に投
入するシリコン塊は金属シリコン（純度９８ｚ）でも得
られるシリコン薄板は太陽電池用として充分の純度良い
ものが得られる。
従って水沫では水冷銅ハース２内投入シリコンは金属シ
リコンでもよい。
リコンでもよい。
また水冷回転ドラム４は横じまの溝以外にあらかじめ縦
軸の溝を設けておいてもよいし、縞状の突起であっても
同様の効果が得られる。
軸の溝を設けておいてもよいし、縞状の突起であっても
同様の効果が得られる。
６０ｗφの棒状多結晶シリコンを第１図に基づいて次に
示す仕様及び操作条件により、水冷鋼ハース２内に供給
した。
示す仕様及び操作条件により、水冷鋼ハース２内に供給
した。
水冷回転ドラム４の直径 ０．５醜、Ｗ４長０．３ａ
＊水冷回転ドラム４の回転数 ６Ｏｒｐｍ水冷銅ハース
２の大きさ ０．３ｍ巾Ｘ０．７ｍ長電子銃３
５ＯＯＫＷ溶解素材多結晶シリコン棒６０
ｍφ 溶解速度 ３００ｋｇ／ｈ高板
０．１醜厚Ｘ３０−巾上記の条件によ
り水冷鋼ハース内に供給された１００Ｋｇを約２０分で
連続的にＯ，１ｍ厚のシリコン薄板を製造できた。
＊水冷回転ドラム４の回転数 ６Ｏｒｐｍ水冷銅ハース
２の大きさ ０．３ｍ巾Ｘ０．７ｍ長電子銃３
５ＯＯＫＷ溶解素材多結晶シリコン棒６０
ｍφ 溶解速度 ３００ｋｇ／ｈ高板
０．１醜厚Ｘ３０−巾上記の条件によ
り水冷鋼ハース内に供給された１００Ｋｇを約２０分で
連続的にＯ，１ｍ厚のシリコン薄板を製造できた。
本発明の太陽電池用シリコン薄板の製造方法により、溶
融状態より直接シリコン薄板を製造することができ、従
来法に比較して歩留りよく太陽電池用の薄板を製造する
ことができる。
融状態より直接シリコン薄板を製造することができ、従
来法に比較して歩留りよく太陽電池用の薄板を製造する
ことができる。
第１図は本発明方法の説明図、第２図は別の実施態様を
示す説明図、第３図及び第４図は夫々Ａ部の拡大説明図
、第５図は従来法の説明図、第６図及び第７図は、夫々
、従来のＦＺ法及びＣＺ法の説明図、第８図は単結晶切
断の説明図である。 図において、１：多結晶シリコン、２：水冷銅へ−ス、
３：電子銃、４：水冷回転ドラム、５：シリコンＭ板、
６：スクレーパ、７： ｍ溝、８：溶融シリコン、９：
凝固シェル、１０：駆動ロール、１１８ホツパー。 図面中間−符号は、同−又は相当部分を示す。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 ６：スグレノ！− 第１図 第２図 第７図 第８図 手続補正書（鵠） １．事件の表示 特願昭６１−２０８０５２号 ２、発明の名称 太陽電池用シリコン薄板の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区丸の内−丁目１番２号名称
（４１２）日本鋼管株式会社 ４、代理人 住所 東京都港区虎ノ門五丁目８番６号アミタビル 「図面」の第１図〜第４図を別紙補正図面の第１図。 ６：スフレバー 補正図面 第１図 第２図 補正図面 手続補正書く自発） 昭和 ６ξ３ 用６ 日
示す説明図、第３図及び第４図は夫々Ａ部の拡大説明図
、第５図は従来法の説明図、第６図及び第７図は、夫々
、従来のＦＺ法及びＣＺ法の説明図、第８図は単結晶切
断の説明図である。 図において、１：多結晶シリコン、２：水冷銅へ−ス、
３：電子銃、４：水冷回転ドラム、５：シリコンＭ板、
６：スクレーパ、７： ｍ溝、８：溶融シリコン、９：
凝固シェル、１０：駆動ロール、１１８ホツパー。 図面中間−符号は、同−又は相当部分を示す。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 ６：スグレノ！− 第１図 第２図 第７図 第８図 手続補正書（鵠） １．事件の表示 特願昭６１−２０８０５２号 ２、発明の名称 太陽電池用シリコン薄板の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区丸の内−丁目１番２号名称
（４１２）日本鋼管株式会社 ４、代理人 住所 東京都港区虎ノ門五丁目８番６号アミタビル 「図面」の第１図〜第４図を別紙補正図面の第１図。 ６：スフレバー 補正図面 第１図 第２図 補正図面 手続補正書く自発） 昭和 ６ξ３ 用６ 日
Claims (2)
- （１）真空装置内で軸線が略ぼ水平な水冷回転ドラムを
所定の周速度で回転し、前記水冷回転ドラムに近接して
設けられた水冷銅ハース上部に多結晶シリコンのバーを
水平又は垂直に供給し、この先端を電子銃により溶解し
て水冷銅ハース内に滴下注入するか或いは塊状の多結晶
シリコンを水冷銅ハースに内に連続的に投入し、これを
電子銃により溶解し、生成した水冷銅ハース内の溶融シ
リコンを前記水冷回転ドラム上に付着させ捲き上げるこ
とにより、シリコンの薄板を製造することを特徴とする
太陽電池用シリコン薄板の製造方法。 - （２）縞状の溝又は突起を表面に設けた水冷回転ドラム
を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
太陽電池用シリコン薄板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61208052A JPS6364909A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 太陽電池用シリコン薄板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61208052A JPS6364909A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 太陽電池用シリコン薄板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6364909A true JPS6364909A (ja) | 1988-03-23 |
Family
ID=16549845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61208052A Pending JPS6364909A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 太陽電池用シリコン薄板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6364909A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1030285C2 (nl) * | 2005-10-27 | 2007-05-01 | Rgs Dev B V | Werkwijze en inrichting voor het fabriceren van metalen folies met een patroon. |
-
1986
- 1986-09-05 JP JP61208052A patent/JPS6364909A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1030285C2 (nl) * | 2005-10-27 | 2007-05-01 | Rgs Dev B V | Werkwijze en inrichting voor het fabriceren van metalen folies met een patroon. |
| WO2007049964A1 (en) * | 2005-10-27 | 2007-05-03 | Rgs Development B.V. | Method and device for producing metal panels with a pattern |
| US8225480B2 (en) | 2005-10-27 | 2012-07-24 | Rgs Development B.V. | Method and device for producing metal panels with a pattern |
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