DE2713287C2 - Verfahren zum Herstellen von scheibenförmigen Siliciumkörpern - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von scheibenförmigen Siliciumkörpern

Info

Publication number
DE2713287C2
DE2713287C2 DE2713287A DE2713287A DE2713287C2 DE 2713287 C2 DE2713287 C2 DE 2713287C2 DE 2713287 A DE2713287 A DE 2713287A DE 2713287 A DE2713287 A DE 2713287A DE 2713287 C2 DE2713287 C2 DE 2713287C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
silicon
embossing
die
disk
production
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2713287A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2713287A1 (de
Inventor
Wolfgang Dr.rer.nat. 8000 München Keller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE2713287A priority Critical patent/DE2713287C2/de
Publication of DE2713287A1 publication Critical patent/DE2713287A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2713287C2 publication Critical patent/DE2713287C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L31/182—Special manufacturing methods for polycrystalline Si, e.g. Si ribbon, poly Si ingots, thin films of polycrystalline Si
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
    • H01L31/0368—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including polycrystalline semiconductors
    • H01L31/03682—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including polycrystalline semiconductors including only elements of Group IV of the Periodic Table
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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
    • Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

Die vorliegende Patentanmeldung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von scheibenförmigen Siliciumkörpern, wie sie insbesondere für Solarzellen verwendet werden.
Zur Herstellung von Solarzellen, welche aus großflächigen Siliciumscheiben bestehen, soll möglichst billiges Silicium verwendet werden. Die Anforderungen, die an diese Bauelemente in bezug auf Reinheit gestellt werden, sind nicht so hoch wie bei den für Schaltungen einsetzbaren Bauelementanordnungen.
Es war deshalb ein Weg zu finden. Silicium auf einfache und billige Weise herzustellen, d. h. möglichst ohne Materialverlust. Außerdem sollen die teuren Arbeitsgänge wie Läppen und Sägen eines Stabes in Scheiben entfallen.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art zum Herstellen von billigen Siliciumscheiben ist aus der DE-OS 08 369 zu entnehmen. Bei diesem Verfahren wird polykristallines Silicium aufgeschmolzen und durch Walzen in die Form eines die gewünschte Dicke der scheibenförmigen Siliciumkörper aufweisenden Bandes zum Erstarren gebracht und dann dieses Band entsprechend den gewünschten Abmessungen der Siliciumkörper zerteilt. Mit Ausnahme der Zerteilung des Bandes in die einzelnen Siliciumgrundkörper fallen hier keine Sägeoder Läppprozesse an.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in einem einzigen Verfahrensschritt einen Siliciumkörper "?.erzustellen, der als Grundkörper für die Herstellung von
ίο Solarzellen verwendet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst. daß polykristallines Silicium in entsprechender Menge zu einem Tropfen aufgeschmolzen wird, der mit einem Prägestempel in die Form eines die gewünschte Dicke der Scheibe aufweisenden Siliciumkörpers gebracht wird.
Dabei liegt es im Rahmen des Erfindungsgedankens, das Aufschmelzen der entsprechenden Siliciummenge entweder durch Wärmeeinwirkung mittels Laserstrahlen auf die nach unten angeordnete Kuppe eines schräg gehalterten Siliciumstabes oder durch eine die nach unten hängende Kuppe eines senkrecht gehalterten Siliciumstabes umgebende Induktionsheizspule zu bewirken.
In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, während«-:ies Prägevorgangs sowohl Prägestempel als auch Widerlager zu beheizen. Dabei wird gemäß einem Ausführungsbeispiel nach der Lehre der Erfindung die Temperatur im Bereich von 900 bis 1 3000C und der Prägedruck auf 50 bis 500 bar eingestellt.
Wenn erforderlich, können die geprägten Siliciumscheiben im Anschluß an den Prägeprozeß zur Vergrößerung ihrer polykristallinen Körner noch getempert werden. Dabei empfiehlt es sich, eine Temperatur von größer 1 3000C einzustellen.
Anhand von zwei Ausführungsbeispielen und der F i g. 1 und 2 soll das erfindungsgeroSße Verfahren im folgenden noch näher erläutert werden. Dabei zeigt die Fig. 1 schematisch eine Prägevorrichtung, bei der der Prozeß in lotrechter Richtung ausgeführt wird, während in
F i g. 2 eine Anordnung dargestellt ist, bei der der Prägedruck in horizontaler Richtung erfolgt.
In Fig. 1 ist eine aus einem axial verschiebbaren (Doppelpfeil 4) Prägestempel 1 und einem festen Widerlager 2 bestehende Anordnung 7 dargestellt, in welche bei geöffneter Anordnung 7 schräg von oben durch gesteuerte Hub-Senk-Bewegungen (s. Doppelpfeil 5) ein polykristalliner Siliciumstab 3 eingeführt wird. Durch fokussierte Laserstrahlung 6 wird die nach unten weisende Kuppe 8 des Siliciumstabes 3 zum Schmelzen gebracht und, sobald der Schmelztropfen 8 die erwünschte Größe erreicht hat, wird der Siliciumstab 3 rasch zurückgezogen (s. Doppelpfeil 5). Dadurch fällt der Schmelztropfen 8 senkrecht nach unten auf das Widerlager 2, wodurch sich bei Berührung durch ein in der Figur nicht dargestelltes Steuerorgan sofort der Prägestempel 1 schließt (s. Doppelpfeil 4). Der Prägestempel I
so und das Widerlager 2 können eine beliebige Form aufweisen und beheizbar ausgestattet sein. Durch Einstellung eines bestimmten Taktes der Hub-Senk-Bewegungen sowohl des Siliciumstabes 3 als auch des Prägestempels 1 sowie einer definiert dosierten Laserstrahlung (6) können nach dem Verfahren nach der Lehre der Erfindung scheibenförmige Siliciumkörper von reproduzierbarer Dicke und Größe hergestellt werden. Die Scheibendicke wird dabei durch den Anschlag 10 für den
Prägestempel 1 bestimmt.
Das Gleiche gilt auch für die in F i g. 2 gezeigte Anordnung. Hier wird anstelle der Laserstrahlen eine die nach unten hängende Kuppe 18 eines lotrecht gehalterten Siliciumstabes 13 umgebende Induktionsheizspule 16 verwendet. Außerdem erfolgt der Prägeprozeß in horizontaler Richtung. Dabei wird die aus Prägestempel 11 und Widerlager 12 bestehende Anordnung 17 mit Hub-Senk-Bewegangen in Pfeilrichtung 14 beaufschlagt. Der den Schmelztropfen 18 liefernde, lotrecht gehalterte Siliciumstab 13 befindet sich genau senkrecht über der geöffneten Anordnung 17. Sobald der Schmelztropfen 18 die gewünschte Größe hat, wird der Siliciumstab 13 rasch nach oben bewegt (s. Doppelpfeil 15) und der fallende Schmelztropfen 18 bewirkt, sobald er in den Zwischenraum zwischen Prägestempel 11 und Widerlager i2 kommt, durch einen optischen Sensor 19, daß sich die Prägeanordnung 17 sofort schließt und in Funktion tritt. Die Scheibendicke wird durch den Anschlag 20 für den Prägestempel 11 festgelegt
Hier/.u 1 Blatt Zeichnungen
25
30
35
40
45
50
55
60

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen voii scheibenförmigen Siliciumkörpern, insbesondere für Solarzellen, dadurch gekennzeichnet, daß polykristallines Silicium in entsprechender Menge zu einem Tropfen aufgeschmolzen wird, der mit einem Prägestempel in die Form eines die gewünschte Dicke der Scheibe aufweisenden Siliciumkörpers gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufschmelzen durch Wärmeeinwirkung mittels Laserstrahlen auf die nach unten angeordnete Kuppe eines schräg gehalterten SiIiciumstabes bewirkt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufschmelzen durch eine die nach unten hängerde Kuppe eines senkrecht gehalterten Siliciumstahl umgebende Induktionsheizspule bewirkt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß während des Prägevorgangs sowohl Prägestempel als auch Widerlager beheizt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperatur im Bereich von 900 bis 1 3000C eingestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß der Prägestempel und der den Schmelztropfen liefernde Stab mit einer Hub-Senk-Bewegung beaufschlagt werdet..
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung ies Prägestempels durch einen optischen Sensor gesteuert wird, wenn die Prägung in horizontaler Richtung durchgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Prägedruck auf 50 bis 500 bar eingestellt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vergrößerung der Kornstruktur die geprägten Siliciumscheiben einem nachfolgenden Temperprozeß unterworfen werden.
DE2713287A 1977-03-25 1977-03-25 Verfahren zum Herstellen von scheibenförmigen Siliciumkörpern Expired DE2713287C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2713287A DE2713287C2 (de) 1977-03-25 1977-03-25 Verfahren zum Herstellen von scheibenförmigen Siliciumkörpern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2713287A DE2713287C2 (de) 1977-03-25 1977-03-25 Verfahren zum Herstellen von scheibenförmigen Siliciumkörpern

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2713287A1 DE2713287A1 (de) 1978-09-28
DE2713287C2 true DE2713287C2 (de) 1985-01-03

Family

ID=6004704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2713287A Expired DE2713287C2 (de) 1977-03-25 1977-03-25 Verfahren zum Herstellen von scheibenförmigen Siliciumkörpern

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2713287C2 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0690013A (ja) * 1992-09-08 1994-03-29 Mitsubishi Electric Corp 薄膜太陽電池及び太陽電池の製造方法並びに半導体インゴットの製造方法及び半導体基板の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICHTS-ERMITTELT

Also Published As

Publication number Publication date
DE2713287A1 (de) 1978-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2941908C2 (de) Verfahren zum Herstellen einer eine Silizium-Schicht aufweisenden Solarzelle
DE102013226298A1 (de) Belichtung bei generativer Fertigung
DE2508369A1 (de) Verfahren zum herstellen von scheibenfoermigen siliciumkoerpern, insbesondere fuer solarzellen
DE2654063A1 (de) Verfahren zum herstellen eines bandes aus polykristallinem halbleitermaterial
DE102006019395A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Umformen von Platinen aus höher- und höchstfesten Stählen
EP2905346A1 (de) Wärmebehandlungsvorrichtung
DE69513476T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Formen von Details durch superplastische Verformung
EP2304365B1 (de) Wärmeisolationsanordnung mit variablem wärmeisolationsvermögen und deren verwendung sowie vorrichtung und verfahren zur herstellung von ein- oder multikristallinen oder glasigen materialien
DE102009048858A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum versprödungsfreien Schneiden eines metallischen Werkstoffs
DE69113237T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum warmen Verformen eines Werkstückes, insbesondere zum Biegen.
DE2713287C2 (de) Verfahren zum Herstellen von scheibenförmigen Siliciumkörpern
DE3017392C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von flachen, transparenten, blasenarmen Körpern aus Quarzglas
DE1160815B (de) Verfahren zur Herstellung von Profilen aus kaltgewalzten oder vergueteten Stahl- undNichteisenmetallbaendern
DE3411023A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen und/oder bearbeiten von kaschierten teilen
CH665849A5 (de) Verfahren zur herstellung amorpher legierungen.
DE1057743B (de) Verfahren und Ofen zur Herstellung von Duennglas aus Flachglas
DE1596382C (de) Verfahren zur Herstellung thermisch vorgespannter Glasscheiben
DE892504C (de) Vorrichtung zum Herstellung von Augenglaesern
DE975079C (de) Verfahren zur Herstellung von Doppelisolierglasscheiben
DE803924C (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Fensterglas
DE1034786B (de) Verfahren zum Herstellen von Spinnduesen
DE1025586B (de) Verfahren zum Kuehlen von Glasplatten
DE3930326C2 (de)
DE2529484B2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum epitaktischen Abscheiden von Silicium auf einem Substrat
DE1519879C3 (de) Verfahren zum Verkleinern des Querschnittes eines lotrecht angeordneten Stabes aus Halbleitermaterial

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8125 Change of the main classification

Ipc: C30B 29/60

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee