DE3017842A1 - Verfahren zum herstellen von platten- oder bandfoermigen siliziumkristallkoerpern mit einer der kolumnarstruktor gleichwertigen saeulenstruktur durch sintern - Google Patents

Verfahren zum herstellen von platten- oder bandfoermigen siliziumkristallkoerpern mit einer der kolumnarstruktor gleichwertigen saeulenstruktur durch sintern

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DE3017842A1
DE3017842A1 DE19803017842 DE3017842A DE3017842A1 DE 3017842 A1 DE3017842 A1 DE 3017842A1 DE 19803017842 DE19803017842 DE 19803017842 DE 3017842 A DE3017842 A DE 3017842A DE 3017842 A1 DE3017842 A1 DE 3017842A1
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Leopold Dr.Phil. 8201 Beyharting Hanke
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B1/00—Single-crystal growth directly from the solid state
    • C30B1/02—Single-crystal growth directly from the solid state by thermal treatment, e.g. strain annealing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/60—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape characterised by shape
    • C30B29/605—Products containing multiple oriented crystallites, e.g. columnar crystallites

Description

  • Verfahren zum Herstellen von platten- oder bandförmigen Siliziumkristallkörpern mit einer der Kolumnarstruktur eichwertien Säulenstruktur durch ~ (Zusatz zum Patent ... Patentanmeldung P 29 27 086.8) Die Hauptanmeldung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von platten- oder bandförmigen Siliziumkristallkörpern mit einer der Kolumnarstruktur gleichwertigen Säulenstruktur, insbesondere geeignet zur Weiterverarbeitung für großflächige Solarzellen, ohne Aufschmelzen des den Siliziumkörper bildenden Grundmaterials, bei dem a) das Siliziumpulver mit einer Körnung c /um mit einem Binder zu einem Schlicker verrührt wird, b) der Schlicker mit einem Ziehschuh auf einer Unterlage zu einer Folie ausgezogen, die Folie getrocknet und die Unterlage entfernt wird, und c) die Siliziumfolie auf einer temperaturbeständigen, inerten Unterlage in Schutzgasatmosphäre bei einer unterhalb 14000C liegenden Sintertemperatur so gesintert wird, daß eine Lage von einkristallinen Siliziumkörnern mit einem der Foliendicke angepaßten Durchmesser entsteht.
  • Bei dem in der Hauptanmeldung beschriebenen Verfahren wird die Siliziumfolie auf einer Quarzglasunterlage in Argongasstrom bei 13500C gesintert, wobei die Siliziumkörner von kleiner 1 /um Durchmesser sich verdichten und so groß werden, daß Körner mit einem Durchmesser größer der Foliendicke (ca. 150 /um) entstehen. Bei Verwendung von Quarzglas als Sinterunterlage besteht die Gefahr, daß eine Veränderung in der äußeren Form der scheibenförmigen Unterlage auftritt, weil Quarzglas nicht st;rukturstabil ist und beim Sintern auskristallisiert. Dabei wird die-Sinterunterlage für weitere Prozesse unbrauchbar.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Sinterverfahren für Siliziumfolien zur Weiterverarbeitung zu Solarzellen so zu gestalten, daß a) die Sinterunterlage für möglichst viele Sinterungen verwendbar bleibt, das heißt, keine Formänderungen und Reaktionen mit dem Silizium stattfinden und b) das Sintergut nicht durch Eindiffundieren von Stoffen aus der Unterlage verunreinigt wird.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß als temperaturbeständige, inerte Sinterunterlage Bleche aus hochschmelzenden ( » 1400°C), gegenüber Silizium resistenten Metallen verwendet werden.
  • Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, Wolfram- oder Tantalbleche zu verwenden, wobei gemäß einem Ausführungsbeispiel die Siliziumfolie zwischen zwei Wolfram- oder Tantalblechen angeordnet gesintert wird.
  • Zur Gefügestabilisierung empfiehlt es sich, wahrend des Sinterprozesses äußeren Druck anzuwenden, vorzugsweise maximal 1 kN/m24 In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist auch vorgesehen, zur Rationalisierung des Verfahrens und um dadurch die Herstellungskosten für das Solarzellenmaterial möglichst niedrig zu halten, gleichzeitig mehrere Siliziumfolien zu sintern, wobei unter Zwischenschaltung dünner Wolframbireche (0,3 mm) die Siliziumfolien (150 /um) gestapelt werden.
  • Die in der Zeichnung befindliche Figur zeigt ein Schnittbild durch einen Stapel solcher Siliziumfolien. Dabei sind mit dem Bezugszeichen 1 die Siliziumfolien, mit 2 die Wolfram- bzw. Tantalbleche und mit dem Pfeil 3 der angewendete äußere Druck bezeichnet, welcher durch geeignetes Beschweren des Stapels (1, 2) erzeugt werden kann.
  • 7 PatentansprUche 1 Figur Leerseite

Claims (7)

  1. Patentansprüche.
    1 Verfahren zum Herstellen von platten- oder bandförmigen Siliziumkristallkörpern mit einer der Kolumnarst Sstur gleichwertigen Säulenstruktur, insbesondere geeignet zur Weiterverarbeitung für großflächige Solarzellen, ohne Aufschmelzen des den Siliziumkörper bildenden Grundmaterials, bei dem a) das Siliziumpulver mit einer Körnung < 1/um mit einem Binder zu einem Schlicker verrührt wird, b) der Schlicker mit einem Ziehschuh auf einer Unterlage zu einer Folie ausgezogen, die Folie getrocknet und die Unterlage entfernt wird, und c) die Siliziumfolie auf einer temperaturbeständigen, inerten Unterlage in Schutzgasatmosphäre bei einer unterhalb 14000C liegenden Sintertemperatur so gesintert wird, daß eine Lage von einkristallinen Siliziumkörnern mit einem der Foliendicke angepaßten Durchmesser entsteht nach Patent ... (P 29 27 086.8), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als temperaturbeständige inerte Sinterunterlage Bleche aus hochschmelzenden, gegenUber Silizium resistenten Metallen verwendet werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i G h n e t , daß Wolframbleche verwendet werden0
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß Tantalbieche verwendet werden.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Siliziumfolie zwischen zwei Wolfram- oder Tantalblechen angeordnet gesintert wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß zur Gefügestabilisierung während des Sinterprozesses ein äußerer Druck angewandt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , aß ein Druck von 1 kN/m2 eingestellt wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Sinterprozeß gleichzeitig mit mehreren Siliziumfolien durchgeführt wird, wobei unter Zwischenschaltang dünner Wolfram- oder Tantalbleche die Siliziumfolien gestapelt gesintert werden4
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Citations (7)

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Non-Patent Citations (1)

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Title
US-Z: Appl.Phys.Lett., Bd. 27, Nr. 8, 1975, S. 440-441 *

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