JP2001048518A - 構造化される酸素のドープを伴うシリコン、その製法及び使用法 - Google Patents
構造化される酸素のドープを伴うシリコン、その製法及び使用法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 構造化された酸素のドープを伴うシリコン、
並びにその製造法及び太陽電池への使用の提供。 【解決手段】 高い酸素含量と同時に高い結晶格子ディ
スロケ−ション密度を有するシリコン、及びその製造
法。このシリコンは、光電池に使用できる。本発明によ
る材料に基づく太陽電池は、高い酸素含量にもかかわら
ず、高効率値を示す。
並びにその製造法及び太陽電池への使用の提供。 【解決手段】 高い酸素含量と同時に高い結晶格子ディ
スロケ−ション密度を有するシリコン、及びその製造
法。このシリコンは、光電池に使用できる。本発明によ
る材料に基づく太陽電池は、高い酸素含量にもかかわら
ず、高効率値を示す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高い酸素含量と同
時に高いディスロケ−ション密度を有するシリコン、及
びその製造法と太陽電池製造への使用法に関する。
時に高いディスロケ−ション密度を有するシリコン、及
びその製造法と太陽電池製造への使用法に関する。
【０００２】
【従来の技術】結晶性シリコンは、現在、太陽光の電気
エネルギーへの光起電力変換をするための太陽電池のほ
とんどすべてを製造している材料である。単結晶性また
は多結晶性シリコンは、太陽電池に使用されるシリコン
材料の２つの主たる変形である。単結晶性シリコンは普
通クゾクラルスキ−（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ）法を用
いてシリコン溶融物から単結晶として取り出されるが、
多結晶性シリコンに対しては多くの製造法が存在する。
最も普通の方法は種々のブロック結晶化法で、固体の多
結晶性シリコンブロックを切断する方法、並びに溶融し
た材料からウエファをシリコンフィルムとして最終の厚
さで引出すまたはキャストする種々のフィルム引出し
（ｆｉｌｍ−ｄｒａｗｉｎｇ）法またはフィルムキャス
ト（ｆｉｌｍ−ｃａｓｔｉｎｇ）法により太陽電池製造
のためのシリコンウエファを製造する。フィルム引出し
法の例は、ＥＦＧ（エッジの規定されたフィルム供給成
長）法（ヨーロッパ特許出願公開（ＥＰ）第０３６９５
７４Ａ２号）及びＲＧＳ法（ヨーロッパ特許出願公開
（ＥＰ）第０１６５４４９Ａ１号、独国特許出願公開
（ＤＥ）第４１０２４８４Ａ１号、独国特許出願公開
（ＤＥ）第４１０５９１９Ａ１号）である。
エネルギーへの光起電力変換をするための太陽電池のほ
とんどすべてを製造している材料である。単結晶性また
は多結晶性シリコンは、太陽電池に使用されるシリコン
材料の２つの主たる変形である。単結晶性シリコンは普
通クゾクラルスキ−（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ）法を用
いてシリコン溶融物から単結晶として取り出されるが、
多結晶性シリコンに対しては多くの製造法が存在する。
最も普通の方法は種々のブロック結晶化法で、固体の多
結晶性シリコンブロックを切断する方法、並びに溶融し
た材料からウエファをシリコンフィルムとして最終の厚
さで引出すまたはキャストする種々のフィルム引出し
（ｆｉｌｍ−ｄｒａｗｉｎｇ）法またはフィルムキャス
ト（ｆｉｌｍ−ｃａｓｔｉｎｇ）法により太陽電池製造
のためのシリコンウエファを製造する。フィルム引出し
法の例は、ＥＦＧ（エッジの規定されたフィルム供給成
長）法（ヨーロッパ特許出願公開（ＥＰ）第０３６９５
７４Ａ２号）及びＲＧＳ法（ヨーロッパ特許出願公開
（ＥＰ）第０１６５４４９Ａ１号、独国特許出願公開
（ＤＥ）第４１０２４８４Ａ１号、独国特許出願公開
（ＤＥ）第４１０５９１９Ａ１号）である。
【０００３】太陽電池は、その容積内で、太陽光が電池
の表面においてエミッタの方向へ拡散しなければならな
い少数の電荷キャリアを発生させ、それを電場によりｐ
ｎ接合で分離し且つ外部電流とする大面積のｐｎダイオ
ードである。少数電荷（ｍｉｎｏｒｉｔｙ ｃｈａｒｇ
ｅ）キャリアの有効寿命及びそれゆえにベースにおける
拡散長さが大きくなればなるほど、このプロセスは効果
的になる。結果として太陽電池を製造するためのシリコ
ン材料の品質には特別の要求が課せられる。即ちこの材
料は、少数電荷キャリアの最大拡散長さを達成しうるよ
うに、不純物及び結晶欠陥ができる限り存在しないよう
にしなければならない。
の表面においてエミッタの方向へ拡散しなければならな
い少数の電荷キャリアを発生させ、それを電場によりｐ
ｎ接合で分離し且つ外部電流とする大面積のｐｎダイオ
ードである。少数電荷（ｍｉｎｏｒｉｔｙ ｃｈａｒｇ
ｅ）キャリアの有効寿命及びそれゆえにベースにおける
拡散長さが大きくなればなるほど、このプロセスは効果
的になる。結果として太陽電池を製造するためのシリコ
ン材料の品質には特別の要求が課せられる。即ちこの材
料は、少数電荷キャリアの最大拡散長さを達成しうるよ
うに、不純物及び結晶欠陥ができる限り存在しないよう
にしなければならない。
【０００４】酸素は、普通シリコン溶融物を石英るつぼ
（ＳｉＯ2）中で溶融するため、シリコンの主な不純物
である。酸素は格子間に溶解した不純物として電気的に
不活性であるけれども、高温段階で由来するシリコン材
料の酸素含量が約８ｘ１０17原子／ｃｍ3 以上であるな
らば、少数キャリアの有効寿命が減少し［Ｊ．バンヘル
モント（Ｖａｎｈｅｌｌｅｍｏｎｔ）ら、Ｊ．アップル
・フィズ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．）、７７（１１）、５
６６９（１９９５）］、従って太陽電池の効率の低下す
ることも知られている。それゆえに、酸素含量が約８ｘ
１０17原子／ｃｍ3 以上のシリコン材料は太陽電池の製
造に不適当であるという考えが従来あった。
（ＳｉＯ2）中で溶融するため、シリコンの主な不純物
である。酸素は格子間に溶解した不純物として電気的に
不活性であるけれども、高温段階で由来するシリコン材
料の酸素含量が約８ｘ１０17原子／ｃｍ3 以上であるな
らば、少数キャリアの有効寿命が減少し［Ｊ．バンヘル
モント（Ｖａｎｈｅｌｌｅｍｏｎｔ）ら、Ｊ．アップル
・フィズ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．）、７７（１１）、５
６６９（１９９５）］、従って太陽電池の効率の低下す
ることも知られている。それゆえに、酸素含量が約８ｘ
１０17原子／ｃｍ3 以上のシリコン材料は太陽電池の製
造に不適当であるという考えが従来あった。
【０００５】特に高い生産性のフィルム引出しまたはフ
ィルムキャスト法において十分に低い酸素含量のシリコ
ン材料を製造することは、特に困難であり、費用がかか
った。特にＲＧＳ材料の場合、十分に滑らかな表面にし
ようとするならば、固化している表面に酸化性の気体流
を適用することが必要である（独国特許出願公開（Ｄ
Ｅ）第４１０５９１０Ａ１号）。結果としてＲＧＳ材料
では比較的高い酸素濃度が確立される。表面に近いシリ
コンの層では、酸素含量が大きくなり、事実未処理試料
の表面は大きく二酸化ケイ素の層で覆われている。これ
は分離した不純物を固定化するために必要であり且つ望
ましい。薄いシリコンフィルム、例えば厚さが約３００
μｍのＲＧＳフィルムの場合、表面近くの酸素による捕
捉作用がないならば、この薄い領域に丁度濃縮されてい
る金属不純物は依然１０００℃以上の温度のフィルム内
部へ直ぐに拡散していくであろう。
ィルムキャスト法において十分に低い酸素含量のシリコ
ン材料を製造することは、特に困難であり、費用がかか
った。特にＲＧＳ材料の場合、十分に滑らかな表面にし
ようとするならば、固化している表面に酸化性の気体流
を適用することが必要である（独国特許出願公開（Ｄ
Ｅ）第４１０５９１０Ａ１号）。結果としてＲＧＳ材料
では比較的高い酸素濃度が確立される。表面に近いシリ
コンの層では、酸素含量が大きくなり、事実未処理試料
の表面は大きく二酸化ケイ素の層で覆われている。これ
は分離した不純物を固定化するために必要であり且つ望
ましい。薄いシリコンフィルム、例えば厚さが約３００
μｍのＲＧＳフィルムの場合、表面近くの酸素による捕
捉作用がないならば、この薄い領域に丁度濃縮されてい
る金属不純物は依然１０００℃以上の温度のフィルム内
部へ直ぐに拡散していくであろう。
【０００６】
【発明が解決しょうとする課題】本発明は、酸素濃度が
高いにもかかわらず、光電池に使用するのが適当であ
る、即ちこのシリコンを含む太陽電池を、経済的に使用
できる効率値に達しせしめるシリコンを製造するという
目的に基盤を置く。
高いにもかかわらず、光電池に使用するのが適当であ
る、即ちこのシリコンを含む太陽電池を、経済的に使用
できる効率値に達しせしめるシリコンを製造するという
目的に基盤を置く。
【０００７】
【課題を解決するための手段】今回、高い酸素濃度のシ
リコンは、それが更に高い結晶格子ディスロケ−ション
密度（以下ディスロケ−ションという）を有するならば
光起電力体に使用できるということが発見された。これ
は、一般に高いディスロケ−ション密度が光起電力体に
比較的不適当である材料をもたらすので非常に驚くべき
ことである。
リコンは、それが更に高い結晶格子ディスロケ−ション
密度（以下ディスロケ−ションという）を有するならば
光起電力体に使用できるということが発見された。これ
は、一般に高いディスロケ−ション密度が光起電力体に
比較的不適当である材料をもたらすので非常に驚くべき
ことである。
【０００８】したがって、本発明は、８ｘ１０17−１ｘ
１０19原子／ｃｍ3 の全酸素含量及び１ｘ１０5 −５ｘ
１０7 ｃｍ-2のディスロケ−ション密度を有するシリコ
ンに関する。このディスロケ−ション密度は好ましく
は、５ｘ１０5 −５ｘ１０6 ｃｍ-2である。
１０19原子／ｃｍ3 の全酸素含量及び１ｘ１０5 −５ｘ
１０7 ｃｍ-2のディスロケ−ション密度を有するシリコ
ンに関する。このディスロケ−ション密度は好ましく
は、５ｘ１０5 −５ｘ１０6 ｃｍ-2である。
【０００９】更に本発明は、８ｘ１０17−１ｘ１０19原
子／ｃｍ3 の全酸素含量及び１ｘ１０5 −５ｘ１０7 ｃ
ｍ-2のディスロケ−ション密度を有するシリコンの製造
法、及びこのシリコンを含む太陽電池に関する。
子／ｃｍ3 の全酸素含量及び１ｘ１０5 −５ｘ１０7 ｃ
ｍ-2のディスロケ−ション密度を有するシリコンの製造
法、及びこのシリコンを含む太陽電池に関する。
【００１０】本発明によるシリコンは、高い生産性の工
程、例えばフィルム引出しまたはフィルムキャスト法を
用いて低価で製造でき、光起電力体で良好な効率で使用
できる。本発明に従うシリコンを含む太陽電池は、一定
の例では、特に光起電力体として高品質材料である単結
晶性クゾクラルスキ−シリコンに基づく同様に加工され
た太陽電池よりも高い短絡電流を有する。
程、例えばフィルム引出しまたはフィルムキャスト法を
用いて低価で製造でき、光起電力体で良好な効率で使用
できる。本発明に従うシリコンを含む太陽電池は、一定
の例では、特に光起電力体として高品質材料である単結
晶性クゾクラルスキ−シリコンに基づく同様に加工され
た太陽電池よりも高い短絡電流を有する。
【００１１】本発明によるシリコンの高い酸素含量は、
例えば結晶化工程中の液体シリコンに含酸素ガスまたは
ガス混合物を適用することによって達成しうる。有利に
は用いるガス混合物は、不活性気体成分と反応性気体成
分とからなる。使用できる不活性な気体はアルゴンであ
り、一方使用できる反応性の気体成分は酸素である。高
酸素含量は、例えば石英（ＳｉＯ2 ）ルツボ及び内張り
を、シリコン材料の製造中に液体シリコンで濡れるその
石英成分の表面積を液体シリコンの容量に対して高い割
合にすることによっても確立できる。複数の方法の組み
合わせも有利である。例えば独国特許出願公開（ＤＥ）
第４１０５９１０Ａ１号に記述されるようなＲＧＳ法で
シリコンを製造し、その工程中少くとも５０体積％の酸
素を含むガス混合物に露呈するならば、高い酸素含量が
特に有利な具合に達成できる。
例えば結晶化工程中の液体シリコンに含酸素ガスまたは
ガス混合物を適用することによって達成しうる。有利に
は用いるガス混合物は、不活性気体成分と反応性気体成
分とからなる。使用できる不活性な気体はアルゴンであ
り、一方使用できる反応性の気体成分は酸素である。高
酸素含量は、例えば石英（ＳｉＯ2 ）ルツボ及び内張り
を、シリコン材料の製造中に液体シリコンで濡れるその
石英成分の表面積を液体シリコンの容量に対して高い割
合にすることによっても確立できる。複数の方法の組み
合わせも有利である。例えば独国特許出願公開（ＤＥ）
第４１０５９１０Ａ１号に記述されるようなＲＧＳ法で
シリコンを製造し、その工程中少くとも５０体積％の酸
素を含むガス混合物に露呈するならば、高い酸素含量が
特に有利な具合に達成できる。
【００１２】ディスロケ−ション密度はシリコン製造中
の結晶化速度によって設定できる。高結晶化速度は、普
通高結晶欠陥をもたらすので高いディスロケ−ション密
度をもたらす。これに関する限り、結晶化速度は液体シ
リコンの結晶化工程中の温度プロファイルにより設定で
きる。液体シリコンの迅速な冷却は、高結晶化速度をも
たらすので、高いディスロケ−ション密度をもたらす。
結晶化したばかりのシリコンの迅速な冷却は一般に急な
温度勾配と連携し、順次更なるディスロケ−ションの形
成をもたらす機械的ストレスを誘導する。
の結晶化速度によって設定できる。高結晶化速度は、普
通高結晶欠陥をもたらすので高いディスロケ−ション密
度をもたらす。これに関する限り、結晶化速度は液体シ
リコンの結晶化工程中の温度プロファイルにより設定で
きる。液体シリコンの迅速な冷却は、高結晶化速度をも
たらすので、高いディスロケ−ション密度をもたらす。
結晶化したばかりのシリコンの迅速な冷却は一般に急な
温度勾配と連携し、順次更なるディスロケ−ションの形
成をもたらす機械的ストレスを誘導する。
【００１３】本発明によれば、適当な温度プロファイル
を設定することにより、酸素がシリコン中に存在する形
態を左右することもできる。このシリコンを光起電力体
に使用するためには、存在する全酸素の少くとも２５
％、好ましくは少くとも５０％、特に好ましくは少くと
も７５％がシリコン／酸素沈殿物（ｐｒｅｃｉｐｉｔａ
ｔｉｏｎ）の形で存在し、一方残りの酸素がシリコン中
の格子間（溶解した）酸素として分散している場合に有
利である。これは、例えば温度を少くとも１分間９５０
℃を越えさせなければならないけれど、１分ないし１０
時間、好ましくは１５分ないし２時間、５００−１２５
０℃、好ましくは８００−１１５０℃に加熱することに
よって達成される。温度は、これらの範囲内において一
定に保っても変化させてもよい。次いでシリコンを室温
まで冷却させる。
を設定することにより、酸素がシリコン中に存在する形
態を左右することもできる。このシリコンを光起電力体
に使用するためには、存在する全酸素の少くとも２５
％、好ましくは少くとも５０％、特に好ましくは少くと
も７５％がシリコン／酸素沈殿物（ｐｒｅｃｉｐｉｔａ
ｔｉｏｎ）の形で存在し、一方残りの酸素がシリコン中
の格子間（溶解した）酸素として分散している場合に有
利である。これは、例えば温度を少くとも１分間９５０
℃を越えさせなければならないけれど、１分ないし１０
時間、好ましくは１５分ないし２時間、５００−１２５
０℃、好ましくは８００−１１５０℃に加熱することに
よって達成される。温度は、これらの範囲内において一
定に保っても変化させてもよい。次いでシリコンを室温
まで冷却させる。
【００１４】溶解した（格子間の）酸素含量は、ＤＩＮ
５０４３８ Part １に従いＦＴＩＲ（フーリエ変換赤
外分光光度計）によって測定できる。基準（例えば試料
の厚さ）からのずれが回避できるならば、上述した基準
に基づいてできる限り綿密に測定できる。この目的のた
めには、結晶化直後の２分以内にシリコンをＴ＞１２５
０℃からＴ＜５００℃まで急冷し、またはこれが可能で
ないかまたは適当でないならば、当のシリコンを測定の
目的のために先ず１２５０℃以上の温度に１時間よりも
長く加熱し、次いで２分以内に５００℃以下の温度まで
急冷する。
５０４３８ Part １に従いＦＴＩＲ（フーリエ変換赤
外分光光度計）によって測定できる。基準（例えば試料
の厚さ）からのずれが回避できるならば、上述した基準
に基づいてできる限り綿密に測定できる。この目的のた
めには、結晶化直後の２分以内にシリコンをＴ＞１２５
０℃からＴ＜５００℃まで急冷し、またはこれが可能で
ないかまたは適当でないならば、当のシリコンを測定の
目的のために先ず１２５０℃以上の温度に１時間よりも
長く加熱し、次いで２分以内に５００℃以下の温度まで
急冷する。
【００１５】ディスロケ−ション密度は下記の方法で測
定される：シリコン材料検体を、先ず２成分接着剤でＰ
ＶＣ試料ホルダ−に接着し、接着剤が固化した後４００
番炭化ケイ素研磨紙［ストルアズ（Ｓｔｒｕｅｒｓ）］
で表面を研磨し、濯ぐ。これに続いて、段階的に８０
０、１０００及び２４００番紙で正確な研磨をし、濯
ぐ。この場合各研磨操作は約１分間続ける。使用する濯
ぎ及び洗浄液は脱鉱物水である。次いで試料を、適当な
織り布上でダイアモンド液体（３μｍ）（ストルアズ）
で磨く。この最終研磨操作は、織り布上で行われ、バイ
エル社（ＢＡＹＥＲ ＡＧ）製の４５％シリカゾル［商
品名レバシル（Ｌｅｖａｓｉｌ）１００(商標)］を使用
する。研磨は、表面が視覚的に平滑に見えるまで続ける
（３０分−１時間）。
定される：シリコン材料検体を、先ず２成分接着剤でＰ
ＶＣ試料ホルダ−に接着し、接着剤が固化した後４００
番炭化ケイ素研磨紙［ストルアズ（Ｓｔｒｕｅｒｓ）］
で表面を研磨し、濯ぐ。これに続いて、段階的に８０
０、１０００及び２４００番紙で正確な研磨をし、濯
ぐ。この場合各研磨操作は約１分間続ける。使用する濯
ぎ及び洗浄液は脱鉱物水である。次いで試料を、適当な
織り布上でダイアモンド液体（３μｍ）（ストルアズ）
で磨く。この最終研磨操作は、織り布上で行われ、バイ
エル社（ＢＡＹＥＲ ＡＧ）製の４５％シリカゾル［商
品名レバシル（Ｌｅｖａｓｉｌ）１００(商標)］を使用
する。研磨は、表面が視覚的に平滑に見えるまで続ける
（３０分−１時間）。
【００１６】次いで検体を完全に濯ぎ、続いて結晶欠陥
に選択的に作用するエッチング溶液で処理する。検体
は、新しく調製した二クロム酸カリウム及びフッ化水素
酸の溶液中で、一定に激しく撹拌しながら１分間エッチ
ングする。このエッチング溶液は、４５％二クロム酸カ
リウム水溶液４０ｍｌ及び４０％フッ化水素酸６０ｍｌ
からなる。このエッチング処理は、ディスロケ−ション
線が表面で延びる位置において小さい通路、所謂エッチ
ング坑をもたらすから、続いてこれをイメージ解析によ
って数える。この解析では、検体表面を、暗い場におい
て光学顕微鏡を倍率５００倍で用いて観察する。ＣＣＤ
カメラにより、像をイメージプロセスシステムに供し、
７６８ｘ５１２画素でデジタル化し、保存する。選択し
た暗場照明によれば、粒子の境界及びエッチング坑は明
るい領域として現れる。５−５００画素で網羅される且
つ０．３以上の楕円ファクタ−（長い楕円軸と短い楕円
軸の比）を有するすべての明るい対照物は、ディスロケ
−ションエッチング坑として解釈され、数えられる。こ
の時粒子の境界は数えから除外される。
に選択的に作用するエッチング溶液で処理する。検体
は、新しく調製した二クロム酸カリウム及びフッ化水素
酸の溶液中で、一定に激しく撹拌しながら１分間エッチ
ングする。このエッチング溶液は、４５％二クロム酸カ
リウム水溶液４０ｍｌ及び４０％フッ化水素酸６０ｍｌ
からなる。このエッチング処理は、ディスロケ−ション
線が表面で延びる位置において小さい通路、所謂エッチ
ング坑をもたらすから、続いてこれをイメージ解析によ
って数える。この解析では、検体表面を、暗い場におい
て光学顕微鏡を倍率５００倍で用いて観察する。ＣＣＤ
カメラにより、像をイメージプロセスシステムに供し、
７６８ｘ５１２画素でデジタル化し、保存する。選択し
た暗場照明によれば、粒子の境界及びエッチング坑は明
るい領域として現れる。５−５００画素で網羅される且
つ０．３以上の楕円ファクタ−（長い楕円軸と短い楕円
軸の比）を有するすべての明るい対照物は、ディスロケ
−ションエッチング坑として解釈され、数えられる。こ
の時粒子の境界は数えから除外される。
【００１７】本発明によるシリコンは、高い酸素含量と
高いディスロケ−ション密度が上述した手段を用いて確
認できるならば、太陽電池に対するベース材料を製造す
るために使用される標準的方法により得ることができ
る。フィルム引出し及びフィルムキャスト法は有利に使
用でき、好ましくは本発明のシリコンはＲＧＳ法を用い
て製造される。
高いディスロケ−ション密度が上述した手段を用いて確
認できるならば、太陽電池に対するベース材料を製造す
るために使用される標準的方法により得ることができ
る。フィルム引出し及びフィルムキャスト法は有利に使
用でき、好ましくは本発明のシリコンはＲＧＳ法を用い
て製造される。
【００１８】本発明によるシリコンは、光電池に良好な
効率で使用しうる。それは当業者に公知の標準的方法で
ｐ−またはｎ−ド−プすることができる。このドーピン
グしたシリコンは、公知の方法により、太陽電池の原料
として使用できる。
効率で使用しうる。それは当業者に公知の標準的方法で
ｐ−またはｎ−ド−プすることができる。このドーピン
グしたシリコンは、公知の方法により、太陽電池の原料
として使用できる。
【００１９】シリコンのドーピングは例えば結晶化中に
行われる。ｐ−ド−プされたシリコンは、例えば溶融シ
リコンにまたは溶融させるシリコンに、硼素化合物を添
加し或いは好ましくは硼素−ケイ素源合金を添加するこ
とにより得られる。ｎ−ド−プされたシリコンは、例え
ば溶融シリコンにまたは溶融させるシリコンに、燐化合
物を添加し或いは好ましくは燐−ケイ素源合金を添加す
ることにより得られる。ｎ−またはｐ−ド−プされたシ
リコンは、所望の、全ドーピング量の、例えば硼素また
は燐を含むシリコン原料または２次シリコン原料の適当
な組成物を用いても製造できる。
行われる。ｐ−ド−プされたシリコンは、例えば溶融シ
リコンにまたは溶融させるシリコンに、硼素化合物を添
加し或いは好ましくは硼素−ケイ素源合金を添加するこ
とにより得られる。ｎ−ド−プされたシリコンは、例え
ば溶融シリコンにまたは溶融させるシリコンに、燐化合
物を添加し或いは好ましくは燐−ケイ素源合金を添加す
ることにより得られる。ｎ−またはｐ−ド−プされたシ
リコンは、所望の、全ドーピング量の、例えば硼素また
は燐を含むシリコン原料または２次シリコン原料の適当
な組成物を用いても製造できる。
【００２０】本発明による高い酸素含量と高いディスロ
ケ−ション密度を有するｐ−ド−プされたシリコンから
は、例えば、ｎ+ ｐ太陽電池の原料として適当であり、
ｎ−ド−プされたシリコンは、ｐ+ ｎ太陽電池用の原料
として適当である。ド−プされたシリコンから太陽電池
を作る方法は、当該技術分野の一部を占めており、当業
者に公知である。
ケ−ション密度を有するｐ−ド−プされたシリコンから
は、例えば、ｎ+ ｐ太陽電池の原料として適当であり、
ｎ−ド−プされたシリコンは、ｐ+ ｎ太陽電池用の原料
として適当である。ド−プされたシリコンから太陽電池
を作る方法は、当該技術分野の一部を占めており、当業
者に公知である。
【００２１】本発明によるシリコンは、高い酸素含量に
もかかわらず、太陽電池用の原料として非常に適する。
シリコン中の高いディスロケ−ション密度は、この関連
で特別な役割を果たす。シリコン材料中に高い酸素濃度
と高いディスロケ−ション密度が存在するならば、その
酸素は、高温段階を経ている間に（太陽電池の製造前ま
たは中に）、好ましくはディスロケ−ションの位置にお
いてシリコン／酸素凝集体またはクラスタ−の形で沈殿
する。結果として、酸素沈殿物は、さもなければ普通の
ように分離された粒子の形となって存在することなく、
むしろディスロケ−ションに沿う鎖のごとく配置され
る。酸素含量が十分高く、十分な酸素が沈殿しているな
らば、これらの沈殿物鎖は、普通酸化物中に凍結される
酸素の電荷によって正に荷電し、好ましくは直径１−１
００ｎｍの正に荷電したフィラメントを形成する。これ
らの荷電沈殿物フィラメントは、太陽電池が、ほぼ通例
であるように、ｐ−導電原料（ｎ+ ｐ構造）から或いは
ｎ−導電原料（ｐ+ ｎ）原料から製造されるかどうかに
依存して、異なる効果を有する。
もかかわらず、太陽電池用の原料として非常に適する。
シリコン中の高いディスロケ−ション密度は、この関連
で特別な役割を果たす。シリコン材料中に高い酸素濃度
と高いディスロケ−ション密度が存在するならば、その
酸素は、高温段階を経ている間に（太陽電池の製造前ま
たは中に）、好ましくはディスロケ−ションの位置にお
いてシリコン／酸素凝集体またはクラスタ−の形で沈殿
する。結果として、酸素沈殿物は、さもなければ普通の
ように分離された粒子の形となって存在することなく、
むしろディスロケ−ションに沿う鎖のごとく配置され
る。酸素含量が十分高く、十分な酸素が沈殿しているな
らば、これらの沈殿物鎖は、普通酸化物中に凍結される
酸素の電荷によって正に荷電し、好ましくは直径１−１
００ｎｍの正に荷電したフィラメントを形成する。これ
らの荷電沈殿物フィラメントは、太陽電池が、ほぼ通例
であるように、ｐ−導電原料（ｎ+ ｐ構造）から或いは
ｎ−導電原料（ｐ+ ｎ）原料から製造されるかどうかに
依存して、異なる効果を有する。
【００２２】ｎ+ ｐ構造の場合、沈殿物フィラメントの
多くは電池のベースのｐ−導電材料中に位置する。酸化
物の電荷が十分大きいと、フィラメントの直接の包囲物
が電荷キャリアの反転を受け、即ちフィラメントの包囲
物がｎ−導電性になる。結果として酸化されたｐ−シリ
コン表面下には、公知の自発的な表面反転の場合のよう
な再結合の相手としてのホールがもはや存在しないか
ら、電子に対するその再結合活性は実質的に減ぜられ
る。これと同様に、沈殿物フィラメントは、結晶を通る
少数電荷キャリア（この場合には電子）に対する導体と
して働く。かなりの量のフィラメントがｐｎ接合を通し
て延び、結果として電気的にエミッタに連結されるか
ら、少数電荷キャリアはベースの深部から表面のｐｎ接
合までフィラメントを介して流れることができ、太陽電
池の電流効率が顕著に改善される。それゆえにｎ+ ｐ太
陽電池を製造するために本発明の材料を使用する効果
は、プロセス中に生成する沈殿物フィラメントが電気的
にエミッタへ連結される導電チャンネル（ｎ−導電また
は電子−導電チャンネル）系を形成し、結果として少数
キャリアをベースからエミッタへ特に効果的に輸送する
ということである。この結果太陽電池はウエファの厚さ
に比べて短い少数電荷キャリアの拡散長さを有して機能
することが十分可能となる。
多くは電池のベースのｐ−導電材料中に位置する。酸化
物の電荷が十分大きいと、フィラメントの直接の包囲物
が電荷キャリアの反転を受け、即ちフィラメントの包囲
物がｎ−導電性になる。結果として酸化されたｐ−シリ
コン表面下には、公知の自発的な表面反転の場合のよう
な再結合の相手としてのホールがもはや存在しないか
ら、電子に対するその再結合活性は実質的に減ぜられ
る。これと同様に、沈殿物フィラメントは、結晶を通る
少数電荷キャリア（この場合には電子）に対する導体と
して働く。かなりの量のフィラメントがｐｎ接合を通し
て延び、結果として電気的にエミッタに連結されるか
ら、少数電荷キャリアはベースの深部から表面のｐｎ接
合までフィラメントを介して流れることができ、太陽電
池の電流効率が顕著に改善される。それゆえにｎ+ ｐ太
陽電池を製造するために本発明の材料を使用する効果
は、プロセス中に生成する沈殿物フィラメントが電気的
にエミッタへ連結される導電チャンネル（ｎ−導電また
は電子−導電チャンネル）系を形成し、結果として少数
キャリアをベースからエミッタへ特に効果的に輸送する
ということである。この結果太陽電池はウエファの厚さ
に比べて短い少数電荷キャリアの拡散長さを有して機能
することが十分可能となる。
【００２３】ｐ−ド−プされたエミッタを有するｎ−導
電性原料（からｐ+ ｎ構造）から太陽電池を製造する場
合、本発明による材料の使用を通してプロセス中に生成
した正に荷電した酸素沈殿物は次のように働く：それは
光で生じた少数電荷キャリア（この場合はホール）にお
いて静電的反発作用を有するが、少数電荷キャリア（電
子）を引きつける。それゆえに、フィラメントの回りに
は、少数電荷キャリアに反発する高揚（ｅｎｈａｎｃｅ
ｍｅｎｔ）チャンネルが形成される。これは裏表面接点
の更なるｐ+ ドーピングを用いる通常のｎ+ ｐ太陽電池
で達成され且つ「裏表面場（Ｂａｃｋ Ｓｕｒｆａｃｅ
Ｆｉｅｌｄ）、ＢＳＦ」として公知のものと同一の効
果である。この場合にも、電池の裏表面は、反発電場に
より不動化(passivate)され、従って再結合に不活性に
なっている。それゆえにｐ+ ｎ太陽電池を製造するため
に本発明のシリコンを使用すると、ディスロケ−ション
及び他の結晶欠陥がプロセス中に生成する正に荷電した
シリコン／酸素沈殿物によって効果的に不動化され、高
い欠陥密度でありながら電荷キャリアに対して十分大き
い拡散長さをシリコン中にもたらす。
電性原料（からｐ+ ｎ構造）から太陽電池を製造する場
合、本発明による材料の使用を通してプロセス中に生成
した正に荷電した酸素沈殿物は次のように働く：それは
光で生じた少数電荷キャリア（この場合はホール）にお
いて静電的反発作用を有するが、少数電荷キャリア（電
子）を引きつける。それゆえに、フィラメントの回りに
は、少数電荷キャリアに反発する高揚（ｅｎｈａｎｃｅ
ｍｅｎｔ）チャンネルが形成される。これは裏表面接点
の更なるｐ+ ドーピングを用いる通常のｎ+ ｐ太陽電池
で達成され且つ「裏表面場（Ｂａｃｋ Ｓｕｒｆａｃｅ
Ｆｉｅｌｄ）、ＢＳＦ」として公知のものと同一の効
果である。この場合にも、電池の裏表面は、反発電場に
より不動化(passivate)され、従って再結合に不活性に
なっている。それゆえにｐ+ ｎ太陽電池を製造するため
に本発明のシリコンを使用すると、ディスロケ−ション
及び他の結晶欠陥がプロセス中に生成する正に荷電した
シリコン／酸素沈殿物によって効果的に不動化され、高
い欠陥密度でありながら電荷キャリアに対して十分大き
い拡散長さをシリコン中にもたらす。
【００２４】本発明のシリコンを太陽電池の製造に使用
する場合の、従来から太陽電池の製造に使用されてきた
シリコン材料と比べての利点は、製造中に許容できる最
大の酸素含量を監視する必要がないために、シリコンを
特に低価で製造できることである。酸素に富むシリコン
材料は、酸素の欠乏するシリコン材料よりも容易に溶融
する。更なる利点は、ｐ−ド−プされたシリコンの場合
結晶欠陥が電流電導のために故意に使用され、またｎ−
ド−プされたシリコンの場合欠陥が効果的に不活性化さ
れるから、材料がより高い欠陥密度を有していてよいと
いうことである。
する場合の、従来から太陽電池の製造に使用されてきた
シリコン材料と比べての利点は、製造中に許容できる最
大の酸素含量を監視する必要がないために、シリコンを
特に低価で製造できることである。酸素に富むシリコン
材料は、酸素の欠乏するシリコン材料よりも容易に溶融
する。更なる利点は、ｐ−ド−プされたシリコンの場合
結晶欠陥が電流電導のために故意に使用され、またｎ−
ド−プされたシリコンの場合欠陥が効果的に不活性化さ
れるから、材料がより高い欠陥密度を有していてよいと
いうことである。
【００２５】本発明によるシリコンの製造、その光電池
への使用、及びこのシリコンに基づく太陽電池の製造及
び性質を、以下の実施例を参照して更に詳細に説明す
る。しかしながら、実施例は本発明の概念をいずれにも
限定するものでなく、むしろこの概念を単に例示するだ
けである。
への使用、及びこのシリコンに基づく太陽電池の製造及
び性質を、以下の実施例を参照して更に詳細に説明す
る。しかしながら、実施例は本発明の概念をいずれにも
限定するものでなく、むしろこの概念を単に例示するだ
けである。
【００２６】
【実施例】以下に、ヨーロッパ特許出願公開（ＥＰ）第
０１６５４４９Ａ１号及び独国特許出願公開（ＤＥ）第
４１０５９１０Ａ１号によるＲＧＳ法（基材上でのリボ
ン成長法）によるｐ−及びｎ−電導シリコンフィルム製
造法を、本発明によるシリコン材料製造の太陽電池製造
のための具体例として記述する。 実施例１ シリコン粒状物３００ｇを、硼素４３ｐｐｍｇ含有の硼
素−ケイ素源合金１．２８５６ｇと一緒に石英ガラス製
ルツボ中で溶融し、次いで不連続的に運転するＲＧＳ装
置の型に注いだ。次いでＲＧＳ装置のグラファイト基材
板をキャストフレームの下に沿って６．５ｍ／分の速度
で動かした。これに続いて、酸素６７体積％及びアルゴ
ン３３体積％からなる７．５ｍ3 ／時のガス流を、固化
するシリコン表面上に型の背後から通した。得られるシ
リコンフィルムを、最初に補償加熱により約１１３０℃
に１時間保ち、次いで加熱を−５０℃／時で適当に低下
することによって約９９０℃まで冷却し、最後に加熱を
止めて約２時間以内に室温まで冷却した。
０１６５４４９Ａ１号及び独国特許出願公開（ＤＥ）第
４１０５９１０Ａ１号によるＲＧＳ法（基材上でのリボ
ン成長法）によるｐ−及びｎ−電導シリコンフィルム製
造法を、本発明によるシリコン材料製造の太陽電池製造
のための具体例として記述する。 実施例１ シリコン粒状物３００ｇを、硼素４３ｐｐｍｇ含有の硼
素−ケイ素源合金１．２８５６ｇと一緒に石英ガラス製
ルツボ中で溶融し、次いで不連続的に運転するＲＧＳ装
置の型に注いだ。次いでＲＧＳ装置のグラファイト基材
板をキャストフレームの下に沿って６．５ｍ／分の速度
で動かした。これに続いて、酸素６７体積％及びアルゴ
ン３３体積％からなる７．５ｍ3 ／時のガス流を、固化
するシリコン表面上に型の背後から通した。得られるシ
リコンフィルムを、最初に補償加熱により約１１３０℃
に１時間保ち、次いで加熱を−５０℃／時で適当に低下
することによって約９９０℃まで冷却し、最後に加熱を
止めて約２時間以内に室温まで冷却した。
【００２７】ＦＴＩＲ分光法は、シリコンフィルム中の
格子間酸素含量が１．４ｘ１０17原子／ｃｍ3 であるこ
とを明らかにした。同様の方法で製造した、但し５００
℃まで２０秒以内に、次いで上述した熱処理をせずに室
温まで１時間以内に冷却したシリコンフィルムは、対応
する格子間酸素含量が２．６ｘ１０18原子／ｃｍ3 であ
ることを示した。 実施例２ この方法は実施例１と同様であったが、１Ωｃｍの抵抗
に相当する燐ド−プした半導体工業からの２次シリコン
原料３００ｇを使用した。
格子間酸素含量が１．４ｘ１０17原子／ｃｍ3 であるこ
とを明らかにした。同様の方法で製造した、但し５００
℃まで２０秒以内に、次いで上述した熱処理をせずに室
温まで１時間以内に冷却したシリコンフィルムは、対応
する格子間酸素含量が２．６ｘ１０18原子／ｃｍ3 であ
ることを示した。 実施例２ この方法は実施例１と同様であったが、１Ωｃｍの抵抗
に相当する燐ド−プした半導体工業からの２次シリコン
原料３００ｇを使用した。
【００２８】ＦＴＩＲ分光法は、シリコンフィルム中の
格子間酸素含量が４．０ｘ１０17原子／ｃｍ3 であるこ
とを明らかにした。同様の方法で製造した、但し５００
℃まで２０秒以内に、次いで上述した熱処理をせずに室
温まで１時間以内に冷却したシリコンフィルムは、対応
する格子間酸素含量が２．２ｘ１０18原子／ｃｍ3であ
ることを示した。
格子間酸素含量が４．０ｘ１０17原子／ｃｍ3 であるこ
とを明らかにした。同様の方法で製造した、但し５００
℃まで２０秒以内に、次いで上述した熱処理をせずに室
温まで１時間以内に冷却したシリコンフィルムは、対応
する格子間酸素含量が２．２ｘ１０18原子／ｃｍ3であ
ることを示した。
【００２９】以下の試験は、それぞれｐ−及びｎ−電導
原料からのｎ+ ｐ太陽電池及びｐ+ｎ太陽電池を製造す
る方法を、太陽電池製造のための本発明によるシリコン
材料使用の具体例として記述する。 実施例３ 本発明によるシリコンから作られるｎ+ ｐ太陽電池を、
実験室試料としての寸法２ｘ２ｃｍ2 を用いて多数回組
み立てた。ｐ−導電性原料は１０16原子／ｃｍ 3 の硼素
ドーピング、３５０μｍの厚さを有し、また本発明に従
って酸素含量３．２ｘ１０18原子／ｃｍ3 及び平均ディ
スロケ−ション密度約５ｘ１０5 ｃｍ-2を有した。エミ
ッタは、酸化性環境において８２５℃、１時間燐拡散工
程を用いることにより普通に拡散させた。裏表面接点
を、次の層アッセンブリ−の蒸着により適用した：Ａｌ
０．２μｍ、Ｔｉ０．２μｍ、Ｐｄ０．０２μｍ、及び
Ａｇ２μｍ。次いでこのように予備処理したシリコンウ
エファを、窒素−水素雰囲気中で３０分間、６２５℃の
熱処理に供して、良好なオーム接点を作った。前表面の
接点グリッドは、次の層アッセンブリ−の蒸着により作
った：Ｔｉ０．２μｍ、Ｐｄ０．０２μｍ、及びＡｇ２
μｍ。反射防止コ−ティングはなかった。この処理後、
電池のベース材料のディスロケ−ションを、透過型電子
顕微鏡で示されるように、大きさ１０ｎｍ程度の直径を
有する沈殿物フィラメントに転化した。この太陽電池の
短絡電流は１８．５５ｍＡ／ｃｍ2 で、この欠陥密度を
有する材料に対して驚くほど高かった。この事実は、沈
殿物フィラメントの回りに反転電導性チャンネル（ｎ−
電導性チャンネル）の独創的な(inventive)形成により
問題なく説明することができる。一方光電池に対する特
に高級の材料である単結晶性クゾクラルスキ−Ｓｉか
ら、同一の方法で処理して作られたウエファの短絡電流
は１８．２１ｍＡ／ｃｍ2 に過ぎなかった。 実施例４ ｐ+ ｎ−ｎ+ 太陽電池は、ｎ−電導性シリコンから得る
ことができる。このｎ−電導性原料は、１０16原子／ｃ
ｍ3 の燐ドーピングを有し、また本発明に従って酸素含
量３．２ｘ１０18原子／ｃｍ3 及び平均ディスロケ−シ
ョン密度約５ｘ１０5 ｃｍ-2を有した。ｐ−ド−プした
エミッタはアルミニウムを拡散させることによって作
り、また裏表面場（ＢＳＦ）は燐拡散により裏表面上に
作った。この裏表面接点は、例えばＴｉ０．２μｍ、Ｐ
ｄ０．０２μｍ、及びＡｇ２μｍを含んでなる層システ
ムからなり、前表面接点グリッドはＡｌ層を適用するこ
とによって作った。本発明による非常に酸素に富む原料
の使用は、ベース中に不活性化された結晶欠陥をもたら
し、かくしてそれは材料の拡散長さを短くすることに寄
与しない、またはほとんど寄与しなかった。
原料からのｎ+ ｐ太陽電池及びｐ+ｎ太陽電池を製造す
る方法を、太陽電池製造のための本発明によるシリコン
材料使用の具体例として記述する。 実施例３ 本発明によるシリコンから作られるｎ+ ｐ太陽電池を、
実験室試料としての寸法２ｘ２ｃｍ2 を用いて多数回組
み立てた。ｐ−導電性原料は１０16原子／ｃｍ 3 の硼素
ドーピング、３５０μｍの厚さを有し、また本発明に従
って酸素含量３．２ｘ１０18原子／ｃｍ3 及び平均ディ
スロケ−ション密度約５ｘ１０5 ｃｍ-2を有した。エミ
ッタは、酸化性環境において８２５℃、１時間燐拡散工
程を用いることにより普通に拡散させた。裏表面接点
を、次の層アッセンブリ−の蒸着により適用した：Ａｌ
０．２μｍ、Ｔｉ０．２μｍ、Ｐｄ０．０２μｍ、及び
Ａｇ２μｍ。次いでこのように予備処理したシリコンウ
エファを、窒素−水素雰囲気中で３０分間、６２５℃の
熱処理に供して、良好なオーム接点を作った。前表面の
接点グリッドは、次の層アッセンブリ−の蒸着により作
った：Ｔｉ０．２μｍ、Ｐｄ０．０２μｍ、及びＡｇ２
μｍ。反射防止コ−ティングはなかった。この処理後、
電池のベース材料のディスロケ−ションを、透過型電子
顕微鏡で示されるように、大きさ１０ｎｍ程度の直径を
有する沈殿物フィラメントに転化した。この太陽電池の
短絡電流は１８．５５ｍＡ／ｃｍ2 で、この欠陥密度を
有する材料に対して驚くほど高かった。この事実は、沈
殿物フィラメントの回りに反転電導性チャンネル（ｎ−
電導性チャンネル）の独創的な(inventive)形成により
問題なく説明することができる。一方光電池に対する特
に高級の材料である単結晶性クゾクラルスキ−Ｓｉか
ら、同一の方法で処理して作られたウエファの短絡電流
は１８．２１ｍＡ／ｃｍ2 に過ぎなかった。 実施例４ ｐ+ ｎ−ｎ+ 太陽電池は、ｎ−電導性シリコンから得る
ことができる。このｎ−電導性原料は、１０16原子／ｃ
ｍ3 の燐ドーピングを有し、また本発明に従って酸素含
量３．２ｘ１０18原子／ｃｍ3 及び平均ディスロケ−シ
ョン密度約５ｘ１０5 ｃｍ-2を有した。ｐ−ド−プした
エミッタはアルミニウムを拡散させることによって作
り、また裏表面場（ＢＳＦ）は燐拡散により裏表面上に
作った。この裏表面接点は、例えばＴｉ０．２μｍ、Ｐ
ｄ０．０２μｍ、及びＡｇ２μｍを含んでなる層システ
ムからなり、前表面接点グリッドはＡｌ層を適用するこ
とによって作った。本発明による非常に酸素に富む原料
の使用は、ベース中に不活性化された結晶欠陥をもたら
し、かくしてそれは材料の拡散長さを短くすることに寄
与しない、またはほとんど寄与しなかった。
【００３０】別に、エミッタは、例えば硼素中での拡散
によっても作ることができる。
によっても作ることができる。
【００３１】本発明の特徴および主な態様を示せば以下
のとおりである。
のとおりである。
【００３２】１．８ｘ１０17−１ｘ１０19原子／ｃｍ3
の全酸素含量及び１ｘ１０5 −５ｘ１０7 ｃｍ-2のディ
スロケ−ション密度を有するシリコン。
の全酸素含量及び１ｘ１０5 −５ｘ１０7 ｃｍ-2のディ
スロケ−ション密度を有するシリコン。
【００３３】２．含有される酸素の少くとも２５％がシ
リコン／酸素沈殿物の形で存在する、上記１に記載のシ
リコン。
リコン／酸素沈殿物の形で存在する、上記１に記載のシ
リコン。
【００３４】３．シリコン／酸素沈殿物が粒子の境界及
びディスロケ−ションの領域で濃縮されている、上記１
または２に記載のシリコン。
びディスロケ−ションの領域で濃縮されている、上記１
または２に記載のシリコン。
【００３５】４．シリコンがｐ−ド−プされている、上
記１−３の少くとも１つに記載のシリコン。
記１−３の少くとも１つに記載のシリコン。
【００３６】５．シリコンがｎ−ド−プされている、上
記１−３の少くとも１つに記載のシリコン。
記１−３の少くとも１つに記載のシリコン。
【００３７】６．溶融シリコンを一酸化ケイ素及び／ま
たは二酸化ケイ素と接触させて実質的に酸素で飽和せし
め、及び／または溶融シリコンを結晶化前または中に含
酸素ガスで処理し、そして更にシリコンの冷却速度によ
りディスロケ−ション密度を設定する、８ｘ１０17−１
ｘ１０19原子／ｃｍ3 の全酸素含量及び１ｘ１０5 −５
ｘ１０7 ｃｍ-2のディスロケ−ション密度を有するシリ
コンの製造法。
たは二酸化ケイ素と接触させて実質的に酸素で飽和せし
め、及び／または溶融シリコンを結晶化前または中に含
酸素ガスで処理し、そして更にシリコンの冷却速度によ
りディスロケ−ション密度を設定する、８ｘ１０17−１
ｘ１０19原子／ｃｍ3 の全酸素含量及び１ｘ１０5 −５
ｘ１０7 ｃｍ-2のディスロケ−ション密度を有するシリ
コンの製造法。
【００３８】７．溶融シリコンを一酸化ケイ素及び／ま
たは二酸化ケイ素と接触させて実質的に酸素で飽和せし
め、及び／または溶融シリコンを結晶化前または中に含
酸素ガスで処理し、更にシリコンの冷却速度によりディ
スロケ−ション密度を設定し、そしてシリコン／酸素沈
殿物からなる全酸素含量の割合及びその粒子の境界及び
ディスロケ−ションにおける濃度をそのシリコンの熱処
理で達成する、８ｘ１０17−１ｘ１０19原子／ｃｍ3 の
全酸素含量及び１ｘ１０5 −５ｘ１０7 ｃｍ-2のディス
ロケ−ション密度を有し且つ存在する酸素の少くとも２
５％が粒子の境界及びディスロケ−ションの領域で濃縮
されたシリコン／酸素沈殿物の形で存在するシリコンの
製造法。
たは二酸化ケイ素と接触させて実質的に酸素で飽和せし
め、及び／または溶融シリコンを結晶化前または中に含
酸素ガスで処理し、更にシリコンの冷却速度によりディ
スロケ−ション密度を設定し、そしてシリコン／酸素沈
殿物からなる全酸素含量の割合及びその粒子の境界及び
ディスロケ−ションにおける濃度をそのシリコンの熱処
理で達成する、８ｘ１０17−１ｘ１０19原子／ｃｍ3 の
全酸素含量及び１ｘ１０5 −５ｘ１０7 ｃｍ-2のディス
ロケ−ション密度を有し且つ存在する酸素の少くとも２
５％が粒子の境界及びディスロケ−ションの領域で濃縮
されたシリコン／酸素沈殿物の形で存在するシリコンの
製造法。
【００３９】８．シリコンを１分ないし１０時間、５０
０−１２５０℃の温度に加熱する、但し少くとも１分間
９５０℃を越えるならば、温度を上述の範囲内で一定に
保っても変動させてもよい、上記７に記載の方法。
０−１２５０℃の温度に加熱する、但し少くとも１分間
９５０℃を越えるならば、温度を上述の範囲内で一定に
保っても変動させてもよい、上記７に記載の方法。
【００４０】９．シリコンを１分ないし１０時間、８０
０−１１５０℃の温度に加熱する、但し少くとも１分間
９５０℃を越えるならば、温度を上述の範囲内で一定に
保っても変動させてもよい、上記７または８の少くとも
１つに記載の方法。
０−１１５０℃の温度に加熱する、但し少くとも１分間
９５０℃を越えるならば、温度を上述の範囲内で一定に
保っても変動させてもよい、上記７または８の少くとも
１つに記載の方法。
【００４１】１０．シリコンをフィルム引出しまたはフ
ィルムキャスト法を用いて製造する、上記７−９の少く
とも１つに記載の方法。
ィルムキャスト法を用いて製造する、上記７−９の少く
とも１つに記載の方法。
【００４２】１１．シリコンをＲＧＳ法を用いて製造す
る、上記７−１０の少くとも１つに記載の方法。
る、上記７−１０の少くとも１つに記載の方法。
【００４３】１２．上記１−５の１つに記載のシリコン
の光電池への使用。
の光電池への使用。
【００４４】１３．上記１−５の１つに記載のシリコン
を含む太陽電池。
を含む太陽電池。
【００４５】１４．上記４に記載のｐ−ド−プされたシ
リコンを含むｎ+ ｐ−太陽電池。
リコンを含むｎ+ ｐ−太陽電池。
【００４６】１５．上記５に記載のｎ−ド−プされたシ
リコンを含むｐ+ ｎ−太陽電池。
リコンを含むｐ+ ｎ−太陽電池。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンス−ウルリヒ・ヘフス ドイツ47829クレーフエルト・マウリツツ シユトラーセ20 (72)発明者 ボルフガング・コツホ ドイツ47809クレーフエルト・ヘニングハ ウスシユトラーセ63 (72)発明者 ジークフリート・トウルム ドイツ40668メーアブツシユ・アムダム５ アー (72)発明者 オトビン・ブライテンシユタイン ドイツ06179ランゲンボーゲン・フリーダ ーベーク26
Claims (3)
- 【請求項１】 ８ｘ１０17−１ｘ１０19原子／ｃｍ3 の
全酸素含量及び１ｘ１０5 −５ｘ１０7 ｃｍ-2のディス
ロケ−ション密度を有することを特徴とするシリコン。 - 【請求項２】 溶融シリコンを一酸化ケイ素及び／また
は二酸化ケイ素と接触させて実質的に酸素で飽和せし
め、そして／または溶融シリコンを結晶化前または結晶
化中に含酸素ガスで処理し、そして更にシリコンの冷却
速度によりディスロケ−ション密度を設定することを特
徴とする、８ｘ１０17−１ｘ１０19原子／ｃｍ3 の全酸
素含量及び１ｘ１０5 −５ｘ１０7 ｃｍ-2のディスロケ
−ション密度を有するシリコンの製造法。 - 【請求項３】 溶融シリコンを一酸化ケイ素及び／また
は二酸化ケイ素と接触させて実質的に酸素で飽和せし
め、そして／または溶融シリコンを結晶化前または結晶
化中に含酸素ガスで処理し、更にシリコンの冷却速度に
よりディスロケ−ション密度を設定し、そしてシリコン
／酸素沈殿物からなる全酸素含量の割合及びその粒子の
境界及びディスロケ−ションにおける濃度をそのシリコ
ンの熱処理で達成する、８ｘ１０17−１ｘ１０19原子／
ｃｍ3 の全酸素含量及び１ｘ１０ 5 −５ｘ１０7 ｃｍ-2
のディスロケ−ション密度を有し且つ存在する酸素の少
くとも２５％が粒子の境界及びディスロケ−ションの領
域で濃縮されたシリコン／酸素沈殿物の形で存在するシ
リコンの製造法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19927604.8 | 1999-06-17 | ||
| DE19927604A DE19927604A1 (de) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | Silicium mit strukturierter Sauerstoffdotierung, dessen Herstellung und Verwendung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001048518A true JP2001048518A (ja) | 2001-02-20 |
Family
ID=7911521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000170973A Pending JP2001048518A (ja) | 1999-06-17 | 2000-06-07 | 構造化される酸素のドープを伴うシリコン、その製法及び使用法 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6294726B1 (ja) |
| EP (1) | EP1061160A1 (ja) |
| JP (1) | JP2001048518A (ja) |
| KR (1) | KR20010066850A (ja) |
| CN (1) | CN1278565A (ja) |
| AU (1) | AU3937500A (ja) |
| CA (1) | CA2311618A1 (ja) |
| DE (1) | DE19927604A1 (ja) |
| IL (1) | IL136758A0 (ja) |
| NO (1) | NO20003125L (ja) |
| NZ (1) | NZ505167A (ja) |
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| WO2006101200A1 (ja) * | 2005-03-24 | 2006-09-28 | Kyocera Corporation | 光電変換素子とその製造方法、及びこれを用いた光電変換モジュール |
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| US7824579B2 (en) * | 2005-06-07 | 2010-11-02 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Aluminum thick film composition(s), electrode(s), semiconductor device(s) and methods of making thereof |
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| US5156978A (en) | 1988-11-15 | 1992-10-20 | Mobil Solar Energy Corporation | Method of fabricating solar cells |
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