JP2001064007A - Ga-ADDED POLYCRYSTALLINE SILICON, Ga-ADDED POLYCRYSTALLINE SILICON WAFER AND ITS PRODUCTION - Google Patents

Ga-ADDED POLYCRYSTALLINE SILICON, Ga-ADDED POLYCRYSTALLINE SILICON WAFER AND ITS PRODUCTION

Info

Publication number
JP2001064007A
JP2001064007A JP2000061435A JP2000061435A JP2001064007A JP 2001064007 A JP2001064007 A JP 2001064007A JP 2000061435 A JP2000061435 A JP 2000061435A JP 2000061435 A JP2000061435 A JP 2000061435A JP 2001064007 A JP2001064007 A JP 2001064007A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polycrystalline silicon
silicon
solar cell
added
wafer
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.)
Pending
Application number
JP2000061435A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Yamada
透 山田
Katsushi Tokunaga
勝志 徳永
Teruhiko Hirasawa
照彦 平沢
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.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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 Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority to JP2000061435A priority Critical patent/JP2001064007A/en
Publication of JP2001064007A publication Critical patent/JP2001064007A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/546Polycrystalline silicon PV cells

Landscapes

  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a solar battery which is free from photo-deterioration and stable in photo-energy conversion efficiency by adding Ga as a dopant. SOLUTION: An objective material for the solar battery is Ga-added polycrystalline silicon and the concentration of the Ga in the crystal is preferably 3×1014 to 2×1017 atom/cm3. Though p-type polycrystalline silicon in which B is mainly doped has been used as the polycrystalline silicon for the silicon solar battery, when the polycrystalline, wherein Ga is added in place of B, is used as the substrate of the solar battery, it becomes possible to produce a solar battery which is stable in the conversion efficiency without being affected by the photo-deterioration. The method for adding Ga into a silicon molten liquid in a crucible comprises previously growing a silicon crystal in which Ga is added in a high concentration, then crushing the silicon crystal doped with Ga in high concentration to prepare a dopant and adding the obtained dopant into the silicon molten liquid.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、特に太陽電池の材
料として有用な多結晶シリコン、多結晶シリコンウエー
ハ、その製造方法及びそれを利用した多結晶シリコン太
陽電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to polycrystalline silicon, a polycrystalline silicon wafer, a method for producing the same, and a polycrystalline silicon solar cell using the same, which are particularly useful as materials for solar cells.

【0002】[0002]

【従来の技術】始めに太陽電池を構成する基板材料を基
に、太陽電池の特性について説明する。太陽電池をその
基板材料について分類すると、大きく分けて「シリコン
結晶系太陽電池」「アモルファス(非晶質)シリコン系
太陽電池」「化合物半導体系太陽電池」の3種類が挙げ
られ、更にシリコン結晶系太陽電池には「単結晶シリコ
ン系太陽電池」と「多結晶シリコン系太陽電池」があ
る。この中で太陽電池として最も重要な特性である変換
効率が高い太陽電池は「化合物半導体系太陽電池」であ
り、その変換効率は25%近くに達する。しかし、化合
物半導体系太陽電池は、その材料となる化合物半導体を
作ることが非常に難しく、太陽電池基板の製造コスト面
で一般に普及するには問題があり、その用途は限られた
ものとなっている。
2. Description of the Related Art First, characteristics of a solar cell will be described based on a substrate material constituting the solar cell. When a solar cell is classified by its substrate material, it can be broadly classified into three types: a silicon crystalline solar cell, an amorphous silicon solar cell, and a compound semiconductor solar cell. Solar cells include “single-crystal silicon-based solar cells” and “polycrystalline silicon-based solar cells”. Among these, a solar cell having a high conversion efficiency, which is the most important characteristic as a solar cell, is a "compound semiconductor-based solar cell", and its conversion efficiency reaches nearly 25%. However, it is very difficult to make a compound semiconductor as a material for the compound semiconductor-based solar cell, and there is a problem that the solar cell substrate is widely used in terms of manufacturing cost, and its use is limited. I have.

【0003】なお、ここで「変換効率」とは、「太陽電
池セルに入射した光のエネルギーに対し、太陽電池によ
り電気エネルギーに変換して取り出すことができたエネ
ルギーの割合」を示す値であり、より具体的には下式で
定義された値を言う。[変換効率]=[セル単位面積当
たりから取り出すことができた電力]/[セル単位面積
あたりに照射された光エネルギー]×100(%)
[0003] Here, the "conversion efficiency" is a value indicating the "ratio of energy which can be converted into electric energy by the solar cell and taken out by the solar cell with respect to the energy of light incident on the solar cell". , More specifically, a value defined by the following equation. [Conversion efficiency] = [power that could be taken out per cell unit area] / [light energy irradiated per cell unit area] × 100 (%)

【0004】化合物半導体系太陽電池の次に変換効率の
高い太陽電池としては、単結晶シリコン系太陽電池が続
き、その発電効率は20%前後と化合物半導体太陽電池
に近い変換効率を持つ。しかし、このような単結晶シリ
コン太陽電池についても、製造コストの内、原材料コス
トが全体のほぼ1/2を占め、低コスト化が難しいとい
う欠点がある。そこで、変換効率は5〜15%程度と前
述の二つの太陽電池にはおよばないものの、太陽電池基
板材料の製造コストが安価であると言う点から、多結晶
シリコン系太陽電池が実用化され、今日最も多く製造さ
れている太陽電池となっている。
As a solar cell having the second highest conversion efficiency after a compound semiconductor solar cell, a single crystal silicon solar cell follows, and its power generation efficiency is about 20%, which is close to that of a compound semiconductor solar cell. However, such a single crystal silicon solar cell also has a drawback that the raw material cost occupies almost half of the entire production cost, and it is difficult to reduce the cost. Therefore, although the conversion efficiency is about 5 to 15%, which is inferior to the above two solar cells, the production cost of the solar cell substrate material is low, so that a polycrystalline silicon-based solar cell has been put into practical use. It is the most manufactured solar cell today.

【0005】次に、一般的な多結晶シリコン系太陽電池
の製造方法を簡単に説明する。まず、太陽電池セルの基
板となるシリコンウエーハを得るために、石英等のルツ
ボ内に半導体級シリコンを充填し、加熱領域においてル
ツボを加熱することによりルツボ内のシリコンを溶融し
た後、該ルツボを加熱領域から引き下げて冷却すること
によって多結晶シリコンを育成して、多結晶シリコンの
インゴットを作る。更に、このインゴットをスライスし
て例えば厚さ300μm程度の薄いウエーハに加工し、
ウエーハ表面を薬液でエッチングして表面上の加工歪み
を取り除くことによって太陽電池となるウエーハ(基
板)が得られる。このウエーハに不純物(ドーパント)
の拡散処理を施してウエーハの片側にPN接合面を形成
した後、太陽光の入射側表面に光の反射による光エネル
ギーの損失を減らすための反射防止膜を付け、最後にウ
エーハの両面に電極を付けることにより太陽電池が完成
する。
Next, a method for manufacturing a general polycrystalline silicon solar cell will be briefly described. First, in order to obtain a silicon wafer serving as a solar cell substrate, a crucible such as quartz is filled with semiconductor-grade silicon, and the crucible is heated in a heating region to melt the silicon in the crucible. The polycrystalline silicon is grown by pulling it down from the heating area and cooling it to produce a polycrystalline silicon ingot. Furthermore, this ingot is sliced and processed into a thin wafer having a thickness of, for example, about 300 μm.
A wafer (substrate) serving as a solar cell can be obtained by removing the processing strain on the surface by etching the wafer surface with a chemical solution. Impurities (dopants) in this wafer
After forming a PN junction surface on one side of the wafer by performing a diffusion process, an anti-reflection film is applied to the surface on the sunlight incident side to reduce the loss of light energy due to the reflection of light. Finally, electrodes are formed on both surfaces of the wafer. To complete the solar cell.

【0006】昨今、太陽電池は環境問題を背景に、クリ
ーンエネルギーの一つとして需要は拡大しつつあるが、
一般の商用電力と比較してエネルギーコストが高いこと
がその普及の障害となっている。シリコン結晶太陽電池
のコストを下げるには、基板の製造コストを下げること
が重要であり、低コストで基板を製造することができる
多結晶シリコン太陽電池は、それらの要求を満たすもの
であるといえる。
[0006] Recently, the demand for solar cells is increasing as one of the clean energy due to environmental problems.
The high energy cost compared to general commercial power is an obstacle to its spread. In order to reduce the cost of silicon crystal solar cells, it is important to reduce the manufacturing cost of the substrate, and it can be said that a polycrystalline silicon solar cell capable of manufacturing a substrate at low cost satisfies those requirements. .

【0007】しかし、その一方で、太陽電池はその変換
効率を更に高めることが重要である。太陽電池は光によ
って発生するキャリアを内部電界で分離して起電力を発
生させるので、発生するキャリアの寿命が長いことが望
ましく、キャリアの寿命が長ければ高い変換効率を得る
ことができる。
However, on the other hand, it is important to further increase the conversion efficiency of the solar cell. Since a solar cell separates a carrier generated by light by an internal electric field to generate an electromotive force, it is desirable that the lifetime of the generated carrier be long. If the lifetime of the carrier is long, high conversion efficiency can be obtained.

【0008】しかし、現在の多結晶棒製造方法の主流で
ある半導体級シリコンを溶融後、冷却して凝固させるこ
とによって作った多結晶シリコンは、これから太陽電池
を作製すると変換効率の点で問題があった。すなわち、
このような太陽電池セルに強い光を照射してからある程
度の時間が経過すると、太陽電池基板内において、キャ
リアのライフタイムの低下が起こる。そのため変換効率
が低下し、安定して十分な変換効率を得ることができ
ず、太陽電池の性能の面から改善が求められている。
However, polycrystalline silicon produced by melting, cooling, and solidifying semiconductor-grade silicon, which is the mainstream in the current method of producing polycrystalline rods, has a problem in terms of conversion efficiency when a solar cell is manufactured from this. there were. That is,
When a certain period of time has passed after irradiating such a solar cell with strong light, the lifetime of carriers in the solar cell substrate is reduced. For this reason, the conversion efficiency is reduced, and a sufficient conversion efficiency cannot be obtained stably, and improvement is required from the viewpoint of the performance of the solar cell.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】この多結晶シリコンを
用いて太陽電池を作った時に、強い光を太陽電池セルに
当ててから時間が経つとライフタイムが低下し、変換効
率が低下する原因は、多結晶基板中に存在するボロンと
酸素による影響であることが知られている。現在、太陽
電池として用いられているウエーハの導伝型はP型が主
流であり、通常このP型ウエーハにはボロンがドーパン
トとして添加されており、さらに多結晶シリコンの結晶
中には酸素も存在する。このためP型多結晶シリコン中
のボロンと酸素によってライフタイム特性に影響を与え
光劣化が生じるという問題点がある。
When a solar cell is manufactured using this polycrystalline silicon, the lifetime decreases and the conversion efficiency decreases when a long time elapses after strong light is applied to the solar cell. It is known that the influence is caused by boron and oxygen existing in the polycrystalline substrate. At present, P-type is the main type of wafer used as a solar cell, and boron is usually added to this P-type wafer as a dopant, and oxygen is also present in the polycrystalline silicon crystal. I do. For this reason, there is a problem that the lifetime characteristics are affected by boron and oxygen in the P-type polycrystalline silicon and light degradation occurs.

【0010】一方、太陽電池のために使用されるウエー
ハは、なるべく低抵抗のウエーハが望ましいため、あま
りボロンのドープ量を減らすことは好ましくない。さら
に、酸素についても、多結晶シリコンの純度を上げるた
めには、その製造において石英を用い、この中でシリコ
ン融液を保持するために、必然的に取り込まれてしま
う。また、あまり結晶シリコン中の酸素濃度を低めてし
まうと結晶シリコンの機械的強度を損なう。そのため従
来は、多結晶シリコンを用いて得られた太陽電池は、長
時間使用した場合に変換効率が低下し、不安定であるこ
とが問題であった。
On the other hand, since a wafer used for a solar cell is desirably a wafer having as low a resistance as possible, it is not preferable to reduce the boron doping amount so much. Furthermore, oxygen is inevitably taken in in order to increase the purity of polycrystalline silicon in order to increase the purity of polycrystalline silicon in order to use quartz in the manufacture thereof and to hold a silicon melt therein. Further, if the oxygen concentration in the crystalline silicon is too low, the mechanical strength of the crystalline silicon is impaired. For this reason, conventionally, there has been a problem that a solar cell obtained using polycrystalline silicon has a low conversion efficiency and is unstable when used for a long time.

【0011】本発明は、このような問題点に鑑みなされ
たもので、光劣化を生じることなく光エネルギーの変換
効率が安定した太陽電池を作製するための多結晶シリコ
ンおよび多結晶シリコンウエーハ、並びにそれらの製造
方法を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has been made of a polycrystalline silicon and a polycrystalline silicon wafer for producing a solar cell having a stable light energy conversion efficiency without causing photodegradation. The purpose is to provide a method for producing them.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために為されたもので、本発明の請求項1に記
載した発明は、多結晶シリコンであって、ドープ剤とし
てGa(ガリウム)を添加したことを特徴とする多結晶
シリコンである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to achieve the above-mentioned object, and the invention described in claim 1 of the present invention is a polycrystalline silicon having a Ga content as a dopant. Polycrystalline silicon to which (gallium) is added.

【0013】これまでシリコン太陽電池に用いる多結晶
シリコンは主にボロン(以下、ホウ素、Bと記すること
がある。)をドープしたP型多結晶シリコンが使われて
きたが、ホウ素にかわりGaを添加した多結晶を太陽電
池基板として用いれば、太陽電池に加工した時の光劣化
の影響を受けることなく変換効率の高い安定した太陽電
池を作ることができる。
Until now, P-type polycrystalline silicon doped with boron (hereinafter sometimes referred to as boron or B) has been mainly used as polycrystalline silicon for silicon solar cells. If a polycrystal to which is added is used as a solar cell substrate, a stable solar cell with high conversion efficiency can be produced without being affected by light deterioration when processed into a solar cell.

【0014】本発明の請求項2に記載した発明は、前記
Gaを添加した多結晶シリコンであって、結晶中に含ま
れるGaの濃度が3×1014atoms/cm〜2
×1017atoms/cmであることを特徴とする
多結晶シリコンである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the polycrystalline silicon to which the Ga is added, wherein the concentration of Ga contained in the crystal is 3 × 10 14 atoms / cm 3 to 2
It is polycrystalline silicon characterized by having a density of × 10 17 atoms / cm 3 .

【0015】これは太陽電池の基板としては、低抵抗率
でライフタイムの高い基板が望まれるが、基板ウエーハ
の抵抗率が極度に低いものは、基板内部にオージェ(A
uger)再結合によるライフタイムの低下が発生し変
換効率が低下する。従って、本発明のシリコン多結晶中
に含まれるガリウムの量は、2×1017atoms/
cm以下とするのが好ましい。また、その一方で基板
抵抗率が高すぎても問題が生じる。基板抵抗率が高くな
ると、太陽電池とした際に太陽電池セルの内部抵抗によ
り電力が消費され、同様に変換効率が低下するためであ
る。これらの理由により、太陽電池の基板材料として用
いるのであれば、多結晶中のガリウムの濃度は3×10
14atoms/cm以上とするのが良い。
This is because a substrate having a low resistivity and a long lifetime is desired as a substrate for a solar cell, but a substrate having an extremely low resistivity of a substrate wafer has an auger (A) inside the substrate.
Auger) recombination results in a reduction in lifetime and a reduction in conversion efficiency. Therefore, the amount of gallium contained in the polycrystalline silicon of the present invention is 2 × 10 17 atoms /
cm 3 or less is preferable. On the other hand, if the substrate resistivity is too high, a problem occurs. This is because, when the substrate resistivity is high, power is consumed by the internal resistance of the solar cell when the solar cell is used, and the conversion efficiency is similarly reduced. For these reasons, if it is used as a substrate material for a solar cell, the concentration of gallium in the polycrystal is 3 × 10
It is good to be 14 atoms / cm 3 or more.

【0016】また、本発明の請求項3に記載した発明
は、前記Gaを添加した多結晶シリコンをスライスして
得られるGa添加多結晶シリコンウエーハである。この
ような、Gaをドープした多結晶シリコンウエーハを太
陽電池の基板材料として用いれば、結晶に含まれる酸素
の影響により生じるキャリアのライフタイムの低下を抑
制できるため、たとえ高い酸素を含有した多結晶シリコ
ンウエーハであっても、太陽電池として必要とされる高
いライフタイムを得ることが可能である。これによっ
て、抵抗率の低いセルであっても適切なライフタイムを
得ることができ、高い酸素濃度の基板ウエーハを用いた
太陽電池でも、変換効率を損なうことなく性能の高い太
陽電池が製造可能となった。
The invention according to claim 3 of the present invention is a Ga-added polycrystalline silicon wafer obtained by slicing the Ga-added polycrystalline silicon. If such a Ga-doped polycrystalline silicon wafer is used as a substrate material for a solar cell, a decrease in carrier lifetime caused by the influence of oxygen contained in the crystal can be suppressed. Even with a silicon wafer, it is possible to obtain a long lifetime required for a solar cell. As a result, it is possible to obtain an appropriate lifetime even in a cell having a low resistivity, and it is possible to manufacture a high-performance solar cell without impairing conversion efficiency even in a solar cell using a substrate wafer having a high oxygen concentration. became.

【0017】このように、本発明のGa添加多結晶シリ
コンおよびGa添加多結晶シリコンウエーハは、太陽電
池用とした場合に特に有用である(請求項4、請求項
5)。また、このようなGa添加多結晶シリコンあるい
はGa添加多結晶シリコンウエーハから作製された多結
晶シリコン太陽電池は、安価で高いエネルギー変換効率
を有するものとすることができる(請求項6、請求項
7)。
As described above, the Ga-doped polycrystalline silicon and the Ga-doped polycrystalline silicon wafer of the present invention are particularly useful when used for solar cells (claims 4 and 5). Also, a polycrystalline silicon solar cell manufactured from such a Ga-doped polycrystalline silicon or a Ga-doped polycrystalline silicon wafer can be inexpensive and have high energy conversion efficiency (claims 6 and 7). ).

【0018】すなわち、例えばGaドープ多結晶シリコ
ンインゴットを加工して太陽電池用基板とし、そのウエ
ーハから太陽電池を作れば、長時間強い光を照射されて
も安定した変換効率を有する太陽電池を作製することが
できる。Gaドープ多結晶シリコンを太陽電池の材料と
して用いれば、基板内におけるキャリアのライフタイム
を安定させられるので、変換効率の良い太陽電池が作製
できる。
That is, for example, by processing a Ga-doped polycrystalline silicon ingot into a solar cell substrate and manufacturing a solar cell from the wafer, a solar cell having stable conversion efficiency even when irradiated with strong light for a long time is manufactured. can do. When Ga-doped polycrystalline silicon is used as a material for a solar cell, the lifetime of carriers in the substrate can be stabilized, so that a solar cell with high conversion efficiency can be manufactured.

【0019】これまでのボロンドープ多結晶シリコン
は、ボロンを多くドープして抵抗率が低くなると、それ
に併せて長時間使用した後のキャリアのライフタイムが
低下してしまい、変換効率が安定して高く抵抗率の低い
太陽電池を製造することができなかった。しかし、本発
明のGaドープ多結晶シリコンおよびGaドープ多結晶
シリコンウエーハを用いれば、長時間変換効率が高く抵
抗率が低い太陽電池を作ることができる。
In the conventional boron-doped polycrystalline silicon, when the resistivity is lowered by doping a large amount of boron, the lifetime of carriers after long-time use is reduced, and the conversion efficiency is stably increased. A solar cell with low resistivity could not be manufactured. However, by using the Ga-doped polycrystalline silicon and the Ga-doped polycrystalline silicon wafer of the present invention, a solar cell having high long-term conversion efficiency and low resistivity can be manufactured.

【0020】次に、本発明の請求項8に記載した発明
は、多結晶シリコンの製造方法において、加熱溶融され
たルツボ内のシリコン融液にGaを添加した後、前記シ
リコン融液を冷却することによって多結晶シリコンを育
成することを特徴とするGa添加多結晶シリコンの製造
方法である。こうして、Ga添加多結晶シリコンを製造
することができる。
Next, according to an eighth aspect of the present invention, in the method for producing polycrystalline silicon, after adding Ga to a silicon melt in a crucible heated and melted, the silicon melt is cooled. This is a method for producing Ga-doped polycrystalline silicon, which comprises growing polycrystalline silicon. Thus, Ga-doped polycrystalline silicon can be manufactured.

【0021】この場合、請求項9に記載したように、ル
ツボ内のシリコン融液へのGaの添加は、あらかじめ高
濃度のGaを添加したシリコン結晶を育成し、この高濃
度Gaドープシリコン結晶を砕いて作ったドープ剤を用
いて、シリコン融液にGaを添加するのが好ましい。
In this case, as described in claim 9, the addition of Ga to the silicon melt in the crucible is performed by growing a silicon crystal to which a high concentration of Ga has been added in advance and removing the high concentration Ga-doped silicon crystal. It is preferable to add Ga to the silicon melt using a crushed dopant.

【0022】本発明でGaを添加した多結晶を製造する
場合のGaをドープする方法として、多結晶シリコンを
溶融する前、あるいは溶融したシリコン融液に、ガリウ
ムを直接入れてもよいが、ガリウムを添加した多結晶を
工業的に量産するのであれば、上記のように、一旦ドー
プ剤を調整した後にドープする方がよい。このような方
法を用いれば効率良く作業を行なうことができる。これ
は、添加すべきGaの量はシリコンの量に比べて極端に
少なく、しかもガリウムの融点は30℃と低融点であり
取扱いが難しい。従って、直接ガリウムをルツボに入れ
るよりも、ドープ剤を作製した後にドープする方法を用
いることにより、Ga濃度を精度良く容易に調整するこ
とが可能であり、正確なドーパント濃度を得ることがで
きる。また、ガリウムを直接シリコン融液に投入する場
合と比べて、ドープ剤そのものの取扱いも容易になるの
で、併せて作業性の向上にもつながるものである。
As a method of doping Ga in the case of manufacturing a polycrystal to which Ga is added in the present invention, gallium may be directly added before melting polycrystalline silicon or in a molten silicon melt. If the polycrystal to which is added is industrially mass-produced, it is better to dope after once adjusting the dopant as described above. By using such a method, work can be performed efficiently. This is because the amount of Ga to be added is extremely small compared to the amount of silicon, and the melting point of gallium is as low as 30 ° C., which makes handling difficult. Therefore, by using a method of doping after preparing a dopant, rather than directly putting gallium into the crucible, it is possible to easily and accurately adjust the Ga concentration and obtain an accurate dopant concentration. In addition, the handling of the dopant itself becomes easier as compared with the case where gallium is directly injected into the silicon melt, which also leads to an improvement in workability.

【0023】以下、本発明について詳細に説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではない。本発明者ら
は、太陽電池の基板材料として製造が比較的容易で量産
可能であり、同時に太陽電池として変換効率の高い基板
を得るためにはどのようにすれば良いかにつき鋭意研
究、実験を繰り返し検討を加えた結果、本発明を完成さ
せたものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present invention is not limited to these. The present inventors have conducted intensive research and experiments on how to obtain a substrate having relatively high conversion efficiency as a solar cell, which is relatively easy to manufacture and mass-producible as a solar cell substrate material. As a result of repeated studies, the present invention has been completed.

【0024】従来のボロンをドーパントとして加えたP
型の多結晶シリコンから作製される太陽電池において、
長時間の光照射により変換効率が低下する原因は、光照
射によりボロンと酸素の複合体が生成し、キャリアの再
結合中心となるためであると考えられている。すなわ
ち、結晶中に酸素とボロンが同時に存在することで、太
陽電池セルのPN接合面のエネルギー準位が変化し、接
合面に深いエネルギー準位(deep level ま
たは trap level とも言う。)が形成され、
この深いエネルギー準位に太陽電池内のキャリアが捕獲
されるために、キャリアのライフタイムの低下を招くも
のと考えられていた(Investigation o
f carrier lifetime instab
ilities in CZ・grown silic
on,Jan Schmidt et al,26th
IEEE Photovoltaic specia
lists conference,1997)。
Conventional P doped with boron as a dopant
Solar cells made from polycrystalline silicon of the type
It is considered that the reason why the conversion efficiency is reduced by long-time light irradiation is that a complex of boron and oxygen is generated by the light irradiation and becomes a recombination center of carriers. That is, due to the simultaneous presence of oxygen and boron in the crystal, the energy level at the PN junction surface of the solar cell changes, and a deep energy level (also referred to as a deep level or a trap level) is formed at the junction surface. ,
It has been considered that the carrier in the solar cell is captured at this deep energy level, which causes a reduction in the lifetime of the carrier (Investigation o).
f carrier lifetime instab
illites in CZ ・ grown silic
on, Jan Schmidt et al, 26th
IEEE Photovoltaic specia
lists conference, 1997).

【0025】そこで本発明の発明者らは、酸素とボロン
が同時に存在する場合にのみ基板ライフタイムの低下が
起こり、酸素またはボロン何れか一方のみではライフタ
イムの変化は起こらず、光劣化を生じない点に着目し
て、ボロン以外の元素を用いてP型多結晶シリコンを作
ることを発想し、本発明を完成した。
Therefore, the inventors of the present invention have found that the lifetime of the substrate is reduced only when oxygen and boron are present at the same time, and that the lifetime is not changed with either oxygen or boron alone, and that photodegradation occurs. Focusing on the fact that there is no such element, the present inventors have conceived of making P-type polycrystalline silicon using elements other than boron, and have completed the present invention.

【0026】本発明者らは、太陽電池基板は主にP型シ
リコンウエーハが用いられているが、ボロン以外の元素
を用いてP型多結晶シリコンを作ることができれば、例
え結晶内に酸素が存在しても基板ライフタイムの低下は
起こらず光劣化の小さい太陽電池を製造することができ
ると考え、実験を繰り返した結果、ガリウムをドーパン
トとして添加してP型多結晶シリコンを作製して、これ
から太陽電池基板を作製し、これを用いた太陽電池では
結晶中に高い濃度の酸素が存在してもライフタイムは常
に安定で、変換効率の低下を生じない太陽電池を作るこ
とができることを確認した。
Although the present inventors have mainly used a P-type silicon wafer for a solar cell substrate, if P-type polycrystalline silicon can be produced using an element other than boron, oxygen is contained in the crystal. Even if it is present, it is thought that a solar cell with small light degradation can be manufactured without a decrease in the substrate lifetime, and as a result of repeating the experiment, gallium was added as a dopant to produce P-type polycrystalline silicon, From this, a solar cell substrate was fabricated, and it was confirmed that a solar cell using this could always produce a solar cell with a stable lifetime and no reduction in conversion efficiency even if a high concentration of oxygen was present in the crystal. did.

【0027】これにより多結晶シリコンで高い酸素濃度
を示すものであっても、長時間使用しても光劣化を起こ
すとなく安定して高い変換効率を有する太陽電池を作る
ことが可能となり、多結晶シリコン太陽電池による発電
コストを低減させることができる。その結果、太陽電池
用シリコン原料のコスト問題の解決に寄与するところが
大である。
As a result, even if polycrystalline silicon has a high oxygen concentration, it is possible to stably produce a solar cell having high conversion efficiency without causing photodegradation even when used for a long time. The power generation cost by the crystalline silicon solar cell can be reduced. As a result, it greatly contributes to solving the cost problem of the silicon raw material for solar cells.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、詳細に説明するが本発明はこれに限定されるもので
はない。まず、本発明で使用する多結晶製造装置の構成
例を図1を参照して示す。図1に示すように、多結晶製
造装置1は、原料を溶融するルツボ3等を収容するチャ
ンバ2を具備する。チャンバ2には原料を装置内に供給
するための原料供給口9が設けられており、原料である
シリコンやGa等はこの原料供給口9から随時供給され
る。またチャンバ2には排気口10が設けられ、この排
気口10は不図示の真空ポンプに接続されており、チャ
ンバ内を所定の気圧に減圧することが可能なようにされ
ている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto. First, an example of the configuration of a polycrystal manufacturing apparatus used in the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the polycrystalline manufacturing apparatus 1 includes a chamber 2 for accommodating a crucible 3 for melting a raw material and the like. The chamber 2 is provided with a raw material supply port 9 for supplying a raw material into the apparatus. The raw material such as silicon and Ga is supplied from the raw material supply port 9 as needed. Further, an exhaust port 10 is provided in the chamber 2, and the exhaust port 10 is connected to a vacuum pump (not shown) so that the pressure in the chamber can be reduced to a predetermined pressure.

【0029】チャンバ2内のルツボ3は、内側を石英ル
ツボ4、外側を黒鉛ルツボ5で構成されている。このル
ツボ3の周囲および上部には、ルツボ内に仕込まれた原
料シリコンを加熱溶融するためのヒータ6がルツボ3を
囲繞するように配置されており、加熱領域を形成してい
る。さらに、ヒータ6は熱遮蔽板7で囲われており、ル
ツボ3の底部にも熱遮蔽板7が配置されていて、ヒータ
6による輻射熱が逃げるのを防止している。そして、ル
ツボ内部にはヒータ6で加熱することにより溶解された
シリコンの融液Lが満たされている。そして、このルツ
ボ3は上下動することが可能なルツボ支持軸8により支
持されている。ルツボ3はこのルツボ支持軸8が上下動
することにより、ヒータ6により形成された加熱領域か
らの距離を変化させることができるようにされている。
The crucible 3 in the chamber 2 comprises a quartz crucible 4 on the inside and a graphite crucible 5 on the outside. Around the crucible 3 and above, a heater 6 for heating and melting the raw material silicon charged in the crucible is arranged so as to surround the crucible 3 to form a heating region. Further, the heater 6 is surrounded by a heat shield plate 7, and the heat shield plate 7 is also arranged at the bottom of the crucible 3 to prevent the radiation heat from the heater 6 from escaping. The inside of the crucible is filled with a melt L of silicon dissolved by heating with the heater 6. The crucible 3 is supported by a crucible support shaft 8 that can move up and down. The distance between the crucible 3 and the heating area formed by the heater 6 can be changed by moving the crucible support shaft 8 up and down.

【0030】次に、上記装置を用いた多結晶シリコンの
製造方法について説明する。まず最初に、石英ルツボ4
の内壁に、育成させた多結晶シリコンをルツボから取り
出し易いように離型剤を塗布する。次に多結晶シリコン
原料とドープ剤であるGaを石英ルツボ4内に入れ、ヒ
ータ6で加熱して原料を溶融する。ここで、Gaの添加
にあたっては、あらかじめ高濃度にGaを添加した結晶
シリコンを作製しておき、それを細かく砕いてドープ剤
を作製し、このドープ剤を多結晶シリコンを溶融する際
に所望濃度になるよう調整して投入するのが望ましい。
添加すべきGaの量はシリコンに比べて極めて少なく、
Gaの融点は29.8℃と低いので正確に秤量すること
は難しいが、このようにすると秤量すべき量が増し融点
の問題もなくなるので、より正確に秤量することができ
る。また、この原料溶融の際にはチャンバ2内は所定の
気圧に減圧され、清浄な状態に保たれる。
Next, a method for producing polycrystalline silicon using the above-described apparatus will be described. First of all, quartz crucible 4
A release agent is applied to the inner wall of the substrate so that the grown polycrystalline silicon can be easily removed from the crucible. Next, the polycrystalline silicon material and Ga as a dopant are put in the quartz crucible 4 and heated by the heater 6 to melt the material. Here, when adding Ga, crystalline silicon to which Ga is added at a high concentration is prepared in advance, and then finely crushed to prepare a dopant, and the dopant is added to a desired concentration when melting the polycrystalline silicon. It is desirable to adjust the input so that
The amount of Ga to be added is extremely small compared to silicon,
Since the melting point of Ga is as low as 29.8 ° C., it is difficult to weigh accurately. However, in this case, the amount to be weighed is increased and the problem of the melting point is eliminated, so that the weighing can be performed more accurately. During the melting of the raw material, the pressure in the chamber 2 is reduced to a predetermined pressure, and is kept in a clean state.

【0031】次に、多結晶シリコン原料が全て溶けた
ら、ルツボ3を0.05〜0.20mm/min程度の
速度で、ヒータ6により形成された加熱領域から引き下
げて冷却する。ルツボ3内では、冷却が早く進行するル
ツボの底部から融液Lが固化し始める。そして、ルツボ
3が加熱領域から引き下げられるにつれ、ルツボ3内に
は柱状の多結晶シリコンが育成される。ルツボ3内のシ
リコン融液Lが全て結晶化したら、ルツボから柱状の多
結晶シリコンインゴットを取り出す。
Next, when all of the polycrystalline silicon material is melted, the crucible 3 is pulled down from the heating area formed by the heater 6 at a speed of about 0.05 to 0.20 mm / min and cooled. In the crucible 3, the melt L starts to solidify from the bottom of the crucible in which the cooling proceeds rapidly. Then, as the crucible 3 is pulled down from the heating region, columnar polycrystalline silicon is grown in the crucible 3. When all of the silicon melt L in the crucible 3 has crystallized, a columnar polycrystalline silicon ingot is taken out of the crucible.

【0032】このようにして、ドープ剤としてGaを添
加した多結晶シリコンを得ることができる。次に、この
多結晶シリコンのインゴットを通常の方法にしたがい、
内周刃スライサあるいはワイヤソー等の切断装置でスラ
イスして多結晶シリコンウエーハに加工する。もちろ
ん、これらの工程は例示列挙したにとどまり、この他に
も洗浄等種々の工程があり得るし、工程順の変更、一部
省略等目的に応じ適宜工程は変更使用できる。
Thus, polycrystalline silicon to which Ga is added as a dopant can be obtained. Next, the polycrystalline silicon ingot is made according to the usual method,
The wafer is sliced by a cutting device such as an inner peripheral blade slicer or a wire saw and processed into a polycrystalline silicon wafer. Of course, these steps are not limited to those listed above, and there may be various other steps such as washing, and the steps may be changed and used as appropriate according to the purpose, such as changing the order of the steps or partially omitting the steps.

【0033】そして、得られた多結晶シリコンウエーハ
に、例えば不純物(ドーパント)の拡散処理を施してウ
エーハの片側にPN接合面を形成した後、太陽光の入射
側表面に光の反射による光エネルギーの損失を減らすた
めの反射防止膜を付け、最後に両面に電極を形成するこ
とで太陽電池が完成する。
The obtained polycrystalline silicon wafer is subjected to, for example, an impurity (dopant) diffusion treatment to form a PN junction surface on one side of the wafer. A solar cell is completed by forming an anti-reflection film to reduce the loss of the solar cell and finally forming electrodes on both sides.

【0034】[0034]

【実施例】以下、本発明の具体的な実施の形態を実施例
および比較例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限
定されるものではない。 (実施例)図1に示したような多結晶製造装置を用い
て、ドープ剤としてGaを添加した多結晶シリコンの製
造を行ない、この多結晶シリコンから作製されたウエー
ハにより太陽電池を製造して、その変換効率を測定し
た。
EXAMPLES Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto. (Example) Polycrystalline silicon doped with Ga as a dopant was produced using a polycrystalline production apparatus as shown in FIG. 1, and a solar cell was produced from a wafer produced from this polycrystalline silicon. And its conversion efficiency was measured.

【0035】まず、最初にGaドープ剤を作製した。半
導体級シリコン5kgとGa50gを、直径15cm、
深さ25cmの石英ルツボに入れ、清浄な電気炉内中で
溶解後急冷してGaが高濃度にドープされたシリコン結
晶を作製した。結晶には冷却時の収縮のため多くのクラ
ックが生じており、容器に使用した石英ルツボが結晶に
付着していたが、丁寧にこれを取り除いた。その後、こ
の高濃度Gaドープシリコン結晶を粉砕してフッ酸洗浄
を行い、高濃度Gaドープ剤を作製した。このGaドー
プ剤を分析したところGa濃度は8.6×1019at
oms/gであった。
First, a Ga dopant was prepared. 5 kg of semiconductor grade silicon and 50 g of Ga, 15 cm in diameter,
It was placed in a 25 cm deep quartz crucible, melted in a clean electric furnace, and quenched to produce a silicon crystal doped with a high concentration of Ga. The crystal had many cracks due to shrinkage upon cooling, and the quartz crucible used for the container had adhered to the crystal, which was carefully removed. Thereafter, the high-concentration Ga-doped silicon crystal was pulverized and washed with hydrofluoric acid to prepare a high-concentration Ga doping agent. When this Ga dopant was analyzed, the Ga concentration was 8.6 × 10 19 at.
oms / g.

【0036】次に図1に示したような多結晶製造装置1
を用いて、Gaドープ多結晶シリコンを作製した。半導
体級シリコン5kgと上記Gaドープ剤25gを、離型
剤を塗布した直径15cm、深さ25cmの石英ルツボ
4に入れ、ヒータ6により加熱溶融した後、ルツボ3を
0.1mm/minの速度で加熱領域から引き下げて冷
却し、柱状の多結晶シリコンを作製した。このようにし
て作製された結晶インゴットの中心部から5cm角、厚
さ2cmの直方体を切り出したところ抵抗率は1.1Ω
・cmであった。さらにこの直方体の結晶を柱状に発達
した結晶の向きに垂直にスライスして多結晶シリコンウ
エーハを作製した。
Next, a polycrystal manufacturing apparatus 1 as shown in FIG.
Was used to produce Ga-doped polycrystalline silicon. 5 kg of semiconductor-grade silicon and 25 g of the above-mentioned Ga dopant are put into a quartz crucible 4 having a diameter of 15 cm and a depth of 25 cm to which a mold release agent has been applied, and heated and melted by a heater 6. It was pulled down from the heating area and cooled to produce columnar polycrystalline silicon. When a rectangular parallelepiped of 5 cm square and 2 cm thick was cut out from the center of the crystal ingot thus manufactured, the resistivity was 1.1 Ω.
Cm. Further, this rectangular parallelepiped crystal was sliced perpendicularly to the direction of the crystal developed in a columnar shape, to produce a polycrystalline silicon wafer.

【0037】この5cm角のGaドープウエーハをNa
OH溶液に浸して加工歪み層を除き、次にPOCl
よる拡散方法でシート抵抗78Ω/□で深さ0.2μm
の浅いPN接合を形成した。その後ウエーハの表面に、
表面安定化のためのSiOパッシベーション膜と、反
射防止膜としてTiO膜を順次積層した。その後、裏
面の余分な拡散層をエッチングで除去した後、Alペー
ストの印刷、焼成によりBSF(back surfa
ce field)層を形成した。ウエーハの表面およ
び裏面に、Agペーストの印刷、焼成によりそれぞれ電
極を形成し、最後に表面に2層目の反射防止膜としてM
gF膜を蒸着して、太陽電池を完成した。
This 5 cm square Ga-doped wafer was treated with Na
The work-strained layer was removed by immersion in an OH solution, and then a sheet resistance of 78Ω / □ and a depth of 0.2 μm was obtained by a diffusion method using POCl 3.
A PN junction having a shallow depth was formed. Then on the surface of the wafer,
An SiO 2 passivation film for surface stabilization and a TiO 2 film as an antireflection film were sequentially laminated. Then, after removing an excess diffusion layer on the back surface by etching, printing and baking of an Al paste is performed to form a BSF (back surface).
(ce field) layer was formed. Electrodes are formed on the front and back surfaces of the wafer by printing and baking an Ag paste, respectively.
The solar cell was completed by depositing a gF 2 film.

【0038】このようにして得られた太陽電池の変換効
率を測定した。この変換効率の測定は、25℃に温度調
節された測定台に太陽電池セルをのせ、ハロゲンランプ
を光源としたソーラーシュミレータでAM(エアマス)
1.5の条件下で定常光をセルに照射し、セルから取り
出すことができた電圧と電流を測定して、太陽電池の変
換効率を算出した。
The conversion efficiency of the solar cell thus obtained was measured. The conversion efficiency was measured by placing a solar cell on a measuring table whose temperature was adjusted to 25 ° C., and using a solar simulator using a halogen lamp as a light source, AM (air mass).
The cell was irradiated with steady light under the conditions of 1.5, and the voltage and current that could be extracted from the cell were measured to calculate the conversion efficiency of the solar cell.

【0039】このようにして太陽電池の変換効率を測定
したところ16.3%と高い値を示しており、効率良く
光エネルギーを電気エネルギーに変換していることが判
った。また、この太陽電池にソーラーシュミレータの下
で30時間AM1.5の光を照射し続けた後、再び変換
効率を測定したところ16.3%と変換効率は全く変わ
っておらず、安定した変換効率を示した。
When the conversion efficiency of the solar cell was measured in this way, it showed a high value of 16.3%, indicating that light energy was efficiently converted to electric energy. After continuously irradiating the solar cell with light of AM1.5 for 30 hours under a solar simulator, the conversion efficiency was measured again. As a result, the conversion efficiency was 16.3%. showed that.

【0040】(比較例)図1に示したような多結晶製造
装置を用いて、ドープ剤としてBを添加した多結晶シリ
コンの製造を行ない、この多結晶シリコンから作製され
たウエーハにより太陽電池を製造して、その変換効率を
測定した。
(Comparative Example) Polycrystalline silicon to which B was added as a dopant was produced using a polycrystalline production apparatus as shown in FIG. 1, and a solar cell was fabricated using a wafer produced from this polycrystalline silicon. It was manufactured and its conversion efficiency was measured.

【0041】すなわち、図1に示したような多結晶製造
装置1を用いて、Bドープ多結晶シリコンを作製した。
半導体級シリコン5kgとボロンが含有されているBド
ープ剤25gを、離型剤を塗布した直径15cm、深さ
25cmの石英ルツボ4に入れ、ヒータ6により加熱溶
融した後、ルツボ3を0.1mm/minの速度で加熱
領域から引き下げて冷却し、柱状の多結晶シリコンを作
製した。このようにして作製された結晶インゴットの中
心部から5cm角、厚さ2cmの直方体を切り出したと
ころ抵抗率は1.0Ω・cmであった。さらにこの直方
体の結晶を柱状に発達した結晶の向きに垂直にスライス
して多結晶シリコンウエーハを作製した。
That is, B-doped polycrystalline silicon was produced using the polycrystalline manufacturing apparatus 1 as shown in FIG.
5 kg of semiconductor-grade silicon and 25 g of B dopant containing boron are put into a quartz crucible 4 having a diameter of 15 cm and a depth of 25 cm to which a release agent is applied, and heated and melted by a heater 6. Then, the column was pulled down from the heating region at a rate of / min and cooled to produce columnar polycrystalline silicon. A rectangular parallelepiped of 5 cm square and 2 cm thick was cut out from the center of the crystal ingot thus manufactured, and the resistivity was 1.0 Ω · cm. Further, this rectangular parallelepiped crystal was sliced perpendicularly to the direction of the crystal developed in a columnar shape, to produce a polycrystalline silicon wafer.

【0042】この5cm角のBドープウエーハから、先
に示した実施例と同様の工程で、太陽電池を作製した。
こうして作製された太陽電池の変換効率を実施例と同様
の方法で測定したところ、測定開始直後は16.2%と
実施例と同程度の変換効率を示した。しかし、この太陽
電池をソーラシミュレータの下で30時間AM1.5の
光を照射し続けた後、再び変換効率を測定したところ1
5.9%と変換効率が低下していた。
From this 5 cm square B-doped wafer, a solar cell was manufactured in the same process as in the above-described embodiment.
When the conversion efficiency of the solar cell thus manufactured was measured by the same method as in the example, the conversion efficiency was 16.2% immediately after the start of the measurement, which was almost the same as the example. However, after continuously irradiating this solar cell with AM1.5 light for 30 hours under a solar simulator, the conversion efficiency was measured again.
The conversion efficiency was reduced to 5.9%.

【0043】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is an exemplification, and has substantially the same configuration as the technical idea described in the scope of the claims of the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

【0044】例えば、上記実施形態では多結晶シリコン
を製造するのにシリコン融液を収容したルツボを加熱領
域から引き下げることにより、多結晶シリコンを製造し
たが、本発明はこれに限定されるものではない。例え
ば、ルツボは加熱領域内に固定したままとして、ルツボ
底部を熱交換器等で冷却することにより、ルツボ底部か
ら多結晶シリコンを育成するような方法も可能である。
あるいは、柱形状の多結晶インゴットを製造するのでは
なく、初めから平板ウエーハ形状の多結晶を製造するよ
うにしても良い。いずれの方法であっても、シリコン融
液にGaを添加した後、前記シリコン融液を冷却するこ
とにより多結晶を製造する方法であれば、本発明の範囲
に包含される。
For example, in the above embodiment, the polycrystalline silicon is manufactured by lowering the crucible containing the silicon melt from the heating area to manufacture the polycrystalline silicon. However, the present invention is not limited to this. Absent. For example, it is possible to grow the polycrystalline silicon from the crucible bottom by cooling the crucible bottom with a heat exchanger or the like while keeping the crucible fixed in the heating area.
Alternatively, instead of manufacturing a column-shaped polycrystalline ingot, a flat wafer-shaped polycrystal may be manufactured from the beginning. In any method, a method for producing a polycrystal by adding Ga to a silicon melt and then cooling the silicon melt is included in the scope of the present invention.

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明は、多結晶シリコンおよび多結晶
シリコンウエーハにGaをドープすることによって、光
劣化を生じることなく光エネルギーの変換効率が非常に
高い太陽電池を作製するための多結晶シリコンおよび多
結晶シリコンウエーハとすることができる。
According to the present invention, a polycrystalline silicon and a polycrystalline silicon wafer are doped with Ga to produce a polycrystalline silicon for producing a solar cell having a very high light energy conversion efficiency without causing photodegradation. And a polycrystalline silicon wafer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明で使用する多結晶製造装置の構成例図で
ある。
FIG. 1 is a structural example of a polycrystal manufacturing apparatus used in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…多結晶製造装置、 2…チャンバ、 3…ルツボ、
4…石英ルツボ、5…黒鉛ルツボ、 6…ヒータ、
7…熱遮蔽板、 8…ルツボ支持軸、9…原料供給口、
10…排気口、L…シリコン融液。
1. Polycrystalline manufacturing equipment 2. Chamber 3. Crucible
4: quartz crucible, 5: graphite crucible, 6: heater,
7: heat shield plate, 8: crucible support shaft, 9: raw material supply port,
10: exhaust port, L: silicon melt.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平沢 照彦 群馬県安中市磯部2丁目13番1号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内 Fターム(参考) 4G072 AA01 BB12 GG01 HH01 JJ07 MM38 NN01 QQ09 RR12 UU02 5F051 AA03 CB04 DA03 HA01 5F053 AA11 BB04 BB13 DD01 FF04 GG02 JJ01 LL05 RR07  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Teruhiko Hirasawa 2-13-1 Isobe, Annaka-shi, Gunma F-term in Shin-Etsu Kagaku Kogyo Co., Ltd. Precision Materials Research Laboratories 4G072 AA01 BB12 GG01 HH01 JJ07 MM38 NN01 QQ09 RR12 UU02 5F051 AA03 CB04 DA03 HA01 5F053 AA11 BB04 BB13 DD01 FF04 GG02 JJ01 LL05 RR07

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多結晶シリコンであって、ドープ剤とし
てGa(ガリウム)を添加したことを特徴とする多結晶
シリコン。
1. A polycrystalline silicon, wherein Ga (gallium) is added as a dopant.
【請求項2】 前記Gaを添加した多結晶シリコンであ
って、結晶中に含まれるGaの濃度が3×1014at
oms/cm〜2×1017atoms/cmであ
ることを特徴とする請求項1記載の多結晶シリコン。
2. The polycrystalline silicon to which Ga is added, wherein the concentration of Ga contained in the crystal is 3 × 10 14 at.
2. The polycrystalline silicon according to claim 1, wherein the polycrystalline silicon is oms / cm 3 to 2 × 10 17 atoms / cm 3 .
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の多結晶
シリコンをスライスして得られるGa添加多結晶シリコ
ンウエーハ。
3. A Ga-added polycrystalline silicon wafer obtained by slicing the polycrystalline silicon according to claim 1 or 2.
【請求項4】 請求項1または請求項2に記載のGa添
加多結晶シリコンであって、該多結晶シリコンは太陽電
池用であることを特徴とするGa添加多結晶シリコン。
4. The Ga-doped polycrystalline silicon according to claim 1, wherein the polycrystalline silicon is for a solar cell.
【請求項5】 請求項3に記載のGa添加多結晶シリコ
ンウエーハであって、該ウエーハは太陽電池用であるこ
とを特徴とするGa添加多結晶シリコンウエーハ。
5. The Ga-doped polycrystalline silicon wafer according to claim 3, wherein the wafer is for a solar cell.
【請求項6】 請求項1または請求項2に記載のGa添
加多結晶シリコンから作製された多結晶シリコン太陽電
池。
6. A polycrystalline silicon solar cell produced from the Ga-doped polycrystalline silicon according to claim 1.
【請求項7】 請求項3に記載のGa添加多結晶シリコ
ンウエーハから作製された多結晶シリコン太陽電池。
7. A polycrystalline silicon solar cell produced from the Ga-doped polycrystalline silicon wafer according to claim 3.
【請求項8】 多結晶シリコンの製造方法において、加
熱溶融されたルツボ内のシリコン融液にGaを添加した
後、前記シリコン融液を冷却することによって多結晶シ
リコンを育成することを特徴とするGa添加多結晶シリ
コンの製造方法。
8. A method for producing polycrystalline silicon, characterized in that after adding Ga to a silicon melt in a crucible heated and melted, the silicon melt is cooled to grow polycrystalline silicon. A method for producing Ga-doped polycrystalline silicon.
【請求項9】 前記ルツボ内のシリコン融液へのGaの
添加は、あらかじめ高濃度のGaを添加したシリコン結
晶を育成し、この高濃度Gaドープシリコン結晶を砕い
て作ったドープ剤を用いて、シリコン融液にGaを添加
することを特徴とする請求項8に記載のGa添加多結晶
シリコンの製造方法。
9. The addition of Ga to the silicon melt in the crucible is performed by growing a silicon crystal to which high-concentration Ga is added in advance and using a doping agent formed by crushing the high-concentration Ga-doped silicon crystal. 9. The method for producing Ga-doped polycrystalline silicon according to claim 8, wherein Ga is added to the silicon melt.
JP2000061435A 1999-06-24 2000-03-07 Ga-ADDED POLYCRYSTALLINE SILICON, Ga-ADDED POLYCRYSTALLINE SILICON WAFER AND ITS PRODUCTION Pending JP2001064007A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000061435A JP2001064007A (en) 1999-06-24 2000-03-07 Ga-ADDED POLYCRYSTALLINE SILICON, Ga-ADDED POLYCRYSTALLINE SILICON WAFER AND ITS PRODUCTION

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11-178555 1999-06-24
JP17855599 1999-06-24
JP2000061435A JP2001064007A (en) 1999-06-24 2000-03-07 Ga-ADDED POLYCRYSTALLINE SILICON, Ga-ADDED POLYCRYSTALLINE SILICON WAFER AND ITS PRODUCTION

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001064007A true JP2001064007A (en) 2001-03-13

Family

ID=26498705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000061435A Pending JP2001064007A (en) 1999-06-24 2000-03-07 Ga-ADDED POLYCRYSTALLINE SILICON, Ga-ADDED POLYCRYSTALLINE SILICON WAFER AND ITS PRODUCTION

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001064007A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003017723A (en) * 2001-06-29 2003-01-17 Shin Etsu Handotai Co Ltd Method of manufacturing thin semiconductor film and method of manufacturing solar battery
US6830740B2 (en) 2000-08-15 2004-12-14 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Method for producing solar cell and solar cell
WO2005016821A1 (en) * 2003-08-14 2005-02-24 Tokyo University Of Agriculture And Technology Tlo Co., Ltd. Ga-DOPED CRYSTALLINE SILICON, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, Ga-DOPED CRYSTALLINE SILICON PRODUCTION APPARATUS FOR USE IN THE PROCESS, SOLAR CELL INCLUDING SUBSTRATE OF GA-DOPED CRYSTALLINE SILICON AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME
JP2005239452A (en) * 2004-02-24 2005-09-08 Daiichi Kiden:Kk Ga COMPOUND-DOPED POLYCRYSTALLINE SILICON AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME
US7029644B2 (en) 2002-10-07 2006-04-18 National University Corporation Method for producing a polycrystalline silicon, polycrystalline silicon and solar cell
JP2006273664A (en) * 2005-03-29 2006-10-12 Kyocera Corp Casting mold for silicon casting, silicon casting device and method for casting polycrystalline silicon ingot
JP2010215455A (en) * 2009-03-17 2010-09-30 Tohoku Univ Si CRYSTAL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
US9112067B2 (en) 2009-05-02 2015-08-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6830740B2 (en) 2000-08-15 2004-12-14 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Method for producing solar cell and solar cell
JP2003017723A (en) * 2001-06-29 2003-01-17 Shin Etsu Handotai Co Ltd Method of manufacturing thin semiconductor film and method of manufacturing solar battery
US7029644B2 (en) 2002-10-07 2006-04-18 National University Corporation Method for producing a polycrystalline silicon, polycrystalline silicon and solar cell
WO2005016821A1 (en) * 2003-08-14 2005-02-24 Tokyo University Of Agriculture And Technology Tlo Co., Ltd. Ga-DOPED CRYSTALLINE SILICON, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, Ga-DOPED CRYSTALLINE SILICON PRODUCTION APPARATUS FOR USE IN THE PROCESS, SOLAR CELL INCLUDING SUBSTRATE OF GA-DOPED CRYSTALLINE SILICON AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME
JP2005060176A (en) * 2003-08-14 2005-03-10 Nokodai Tlo Kk Ga-DOPED CRYSTAL SILICON,ITS MANUFACTURING METHOD AND Ga-DOPED CRYSTAL SILICON MANUFACTURING APPARATUS THEREFOR, AS WELL AS SOLAR BATTERY USING Ga-DOPED CRYSTAL SILICON SUBSTRATE AND ITS MANUFACTURE METHOD
JP4534022B2 (en) * 2003-08-14 2010-09-01 農工大ティー・エル・オー株式会社 Ga-doped crystalline silicon, method for producing the same, device for producing Ga-doped crystalline silicon used in the method for producing the same, solar cell using Ga-doped crystalline silicon substrate, and method for producing the same
JP2005239452A (en) * 2004-02-24 2005-09-08 Daiichi Kiden:Kk Ga COMPOUND-DOPED POLYCRYSTALLINE SILICON AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME
JP4599067B2 (en) * 2004-02-24 2010-12-15 株式会社第一機電 Ga compound doped polycrystalline silicon and manufacturing method thereof
JP2006273664A (en) * 2005-03-29 2006-10-12 Kyocera Corp Casting mold for silicon casting, silicon casting device and method for casting polycrystalline silicon ingot
JP2010215455A (en) * 2009-03-17 2010-09-30 Tohoku Univ Si CRYSTAL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
US9112067B2 (en) 2009-05-02 2015-08-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1114885B1 (en) CZ SINGLE CRYSTAL DOPED WITH Ga AND WAFER AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF
US8637761B2 (en) Solar cells fabricated by using CVD epitaxial Si films on metallurgical-grade Si wafers
EP1777753B1 (en) SiGe Solar-cell single-crystal silicon substrate, SiGe solar cell element, and method for producing the same
US20050207960A1 (en) Method for producing a polycrystalline silicon, polycrystalline silicon and solar cell
JP4723071B2 (en) Silicon crystal, silicon crystal wafer, and manufacturing method thereof
JP2004140120A (en) Polycrystalline silicon substrate
JP2005159312A (en) Base material of polycrystalline silicon substrate for solar battery, and the polycrystalline silicon substrate for solar battery
JP2001064007A (en) Ga-ADDED POLYCRYSTALLINE SILICON, Ga-ADDED POLYCRYSTALLINE SILICON WAFER AND ITS PRODUCTION
JP2004296598A (en) Solar cell
US6313398B1 (en) Ga-doped multi-crytsalline silicon, Ga-doped multi-crystalline silicon wafer and method for producing the same
JP4607304B2 (en) Silicon single crystal for solar cell, silicon single crystal wafer for solar cell, and manufacturing method thereof
JP2007142370A (en) Silicon monocrystalline substrate for solar cell, solar cell element, and manufacturing method therefor
JP2002083981A (en) Solar battery cell and its manufacturing method
JP2007137756A (en) Solar cell silicon single crystal substrate, solar cell element, and method for producing the same
JP4383639B2 (en) Method for producing Ga-doped silicon single crystal, Ga-doped silicon single crystal, and silicon single-crystal solar cell produced therefrom
JP4607307B2 (en) Silicon single crystal for solar cell, silicon single crystal wafer for solar cell, and manufacturing method thereof
JP4434455B2 (en) Method for manufacturing solar battery cell
JP2004140087A (en) Polycrystalline silicon substrate for solar cell and method for manufacturing the same, and method for manufacturing solar cell using the substrate
JP4723082B2 (en) Method for producing Ga-doped silicon single crystal
WO2005016821A1 (en) Ga-DOPED CRYSTALLINE SILICON, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, Ga-DOPED CRYSTALLINE SILICON PRODUCTION APPARATUS FOR USE IN THE PROCESS, SOLAR CELL INCLUDING SUBSTRATE OF GA-DOPED CRYSTALLINE SILICON AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME
JP4723079B2 (en) Quartz crucible and silicon crystal manufacturing method using the same
JP4002715B2 (en) Polycrystalline silicon and silicon wafer for solar cells
JP2011046565A (en) Single crystal silicon ingot, single crystal silicon wafer, single crystal silicon solar cell, and method for manufacturing single crystal silicon ingot
Muller et al. Silicon for photovoltaics
JP2005129602A (en) Solar cell and method for manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20031210

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060419

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060426

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060829