JP2001223172A - シート製造方法、シート、シート製造装置および太陽電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで、所望の厚みの均一性が良い、平
坦性に優れたシートの製造方法を提供する。 【解決手段】 凹凸部を有する基板１を、金属材料もし
くは半導体材料のうち少なくともいずれか一方を含有す
る結晶性物質の融液に接触させ、前記結晶性物質の結晶
を前記基板１の表面上に成長させることで、前記結晶性
物質で形成されたシートを得るシート製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属材料もしくは
半導体材料を含む融液からシート（板状の基体）を製造
するシート製造方法および製造装置などに関するもので
ある。特に、本発明は、低コスト太陽電池を作製する技
術に関するもので、シリコン融液から直接太陽電池用の
シリコンシートを作製するためのものである。特に、シ
リコンシートの断面形状において、少なくとも融液側に
凹凸または曲面を持ったシリコンシートを製造可能なシ
リコンシート製造装置とその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、太陽電池に用いられている多結晶
シリコンウエハの作製方法は、たとえば特開平６−６４
９１３号公報に開示されたシリコン等多結晶物体の鋳造
方法がある。すなわち、不活性雰囲気中でリンあるいは
ボロンなどのドーパントを添加した高純度シリコン材料
を坩堝中で加熱溶融させる。そして、このシリコン融液
を鋳型に流し込んで徐冷し、多結晶インゴットを得よう
としている。したがって、このようにして得られた多結
晶インゴットから太陽電池用に使用可能な多結晶シリコ
ンウエハを作製する場合には、上記インゴットをワイヤ
ーソーや内周刃法などを用いてスライシングすることに
なる。

【０００３】他の方法としては、スライス工程のないシ
リコンシートを作製する特開平７−２５６６２４号公報
に開示されたシリコン板の連続鋳造方法がある。このシ
リコン板の鋳造方法においては、水平加熱鋳型に溶融シ
リコンを供給し、水平方向にダミーの黒鉛プレートを挿
入してその先端の厚みを制御板下のシリコン融液に直接
接触させる。そして、シリコンが黒鉛プレートの先端に
固着したところで、ローラーを用いてシリコン板を横に
引き出すようにしている。また、冷却装置のガス吹き出
し管からのガスによる冷却によって、シリコン板を連続
的に得ようとする構造になっている。

【０００４】また、更に他の方法のシリコンシート製造
方法として、特開平１０−２９８９５号公報に開示され
たシリコンリボンの製造装置がある。このシリコンリボ
ンの製造装置においては、シリコンの加熱溶解部と耐熱
材で構成された回転冷却体とで概略構成されている。そ
して、カーボンネットの一端部が予め巻き付けた回転冷
却体をシリコン融液に直接接触させることによって、上
記回転冷却体の表面にシリコンリボンを形成するもので
ある。そして、上記形成されたシリコンリボンを取り出
す場合は、回転冷却体を回転させると同時に巻き付けら
れたカーボンネットを引き出すことによって、上記カー
ボンネットに固着されたシリコンに続くシリコンリボン
を連続的に取り出す構成となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のシリコン板あるいはシリコンシートを製造する方法
や装置には、以下のような問題がある。先ず、特開平６
−６４９１３号公報に開示されたシリコン等多結晶物体
の鋳造法においては、多結晶シリコンインゴットに対す
るスライス工程が必要となるため、ワイヤーや内周刃の
厚み分だけスライスロスが生ずることになる。そのた
め、全体としての歩留まりが悪くなり、結果として低価
格なウエハを提供することが困難となる。

【０００６】また、特開平７−２５６６２４号公報に開
示されたシリコン板の連続鋳造方法においては、上記厚
み制御板の下からシリコン板を引き出すことによって、
シリコン板の厚みを制御しているため、太陽電池に使用
されているような６００μｍ以下の厚みの制御は困難で
ある。

【０００７】また、特開平１０−２９８９５号公報に開
示されたシリコンリボンの製造方法においては、上記回
転冷却体を回転させてカーボンネットを引き出すことに
よって、カーボンネットに固着されたシリコンに続くシ
リコンリボンを連続的に取り出している。ところが、成
長したシリコンの厚みが非常に薄い場合には、カーボン
ネットとシリコンとが反応してシリコンリボンが脆くな
っているために、引出し途中でシリコンリボンが切れて
落下する場合がある。その場合には、運転を中止しなけ
ればならず、生産性が悪くなる。

【０００８】また、シリコン融液を噴流の圧力によって
回転冷却体の外周面に加圧供給する機構が設けられてい
る。ところが、シリコン融液を攪拌することにより圧力
を加えているため、成長したシリコンに圧力が加わり欠
陥が導入されるおそれがある。

【０００９】また、シリコンの成長速度は、シリコンを
溶融状態に保持するためのヒーター温度、浸漬深さ、回
転冷却体を循環している冷却ガスの種類とその流量、お
よび、回転冷却体の回転速度などの多数の因子で制御さ
れている。そのために、成長速度を制御しながら安定し
てシリコンリボンを引き出すのは技術的に困難である。

【００１０】さらに、上記回転冷却体の表面に残ったシ
リコン細片をかきとるために楔体を設けている。したが
って、成長面である回転冷却体表面に直接接する楔体に
よって、回転冷却体表面が傷つけられたり、塗布してい
る離型材が削り取られることによって、成長するシリコ
ンリボンの均一性が損なわれるという問題もある。

【００１１】安価な太陽電池を提供するためには、スラ
イスロスがなく、厚み制御が容易で、平坦性に優れた基
板が要求されているが、いずれの場合も、低コストで大
量生産ができ、薄く、平坦性に優れた基板を提供するの
は困難である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係るシートの製
造方法は、凹凸部を有する基板を冷却し、冷却された前
記基板の凹凸部の表面を、金属材料もしくは半導体材料
のうち少なくともいずれか一方を含有する材料の融液に
接触させ、前記材料の結晶を凹凸部の表面に成長させる
ことで、前記材料で形成されたシートを得るシート製造
方法である。

【００１３】また、本発明に係るシート製造方法は、外
周面状に凹凸部を有するとともに前記凹凸部を冷却する
ことができる冷却部を有する回転体を回転させることに
より、冷却された前記凹凸部の表面を、金属材料もしく
は半導体材料のうち少なくともいずれか一方を含有する
材料の融液に接触させ、前記材料の結晶を凹凸部の表面
に成長させることで、前記材料で形成されたシートを得
るシート製造方法である。

【００１４】また、本発明に係るシート製造方法は、前
記凹凸部は、点状の凸部もしくは線状の凸部のうち少な
くともいずれか一方を有するシート製造方法である。

【００１５】また、本発明に係るシート製造方法は、前
記凹凸部は、点状の凸部もしくは線状の凸部のうち少な
くともいずれか一方を有するとともに面状の凸部を有す
るシート製造方法である。

【００１６】また、本発明に係るシート製造方法は、前
記凹凸部が、炭化珪素、窒化硼素、窒化珪素、もしく
は、熱分解炭素のうち少なくともいずれか一つの被覆材
料で被覆されているシート製造方法である。

【００１７】また、本発明に係るシート製造方法は、前
記材料の結晶の成長は、前記凹凸部における凸部からの
成長であるシート製造方法である。

【００１８】また、本発明に係るシートは、凹凸部を有
する基板を冷却し、冷却された前記基板の凹凸部の表面
を、金属材料もしくは半導体材料のうち少なくともいず
れか一方を含有する材料の融液に接触させ、前記凹凸部
における凸部から前記材料の結晶を前記基板の表面上に
曲面形状に形成させることにより得られる曲面形状部を
有する、前記材料で形成されたシートである。

【００１９】また、本発明に係るシートは、点状の凸部
もしくは線状の凸部のうち少なくともいずれか一方を有
するとともに面状の凸部を有する凹凸部を有する基板を
冷却し、冷却された前記基板の凹凸部の表面を、金属材
料もしくは半導体材料のうち少なくともいずれか一方を
含有する材料の融液に接触させ、点状の凸部もしくは線
状の凸部から前記材料の結晶を前記基板の表面上に曲面
形状に形成させるとともに、面状の凸部から前記材料の
結晶を前記基板の表面上に平面形状に形成させることに
より得られる、曲面形状部および平面形状部を有する、
前記材料で形成されたシートである。

【００２０】また、本発明に係るシート製造装置は、外
周面状に凹凸部を有するとともに前記凹凸部を冷却する
ことができる冷却部を有する回転体と、金属材料もしく
は半導体材料のうち少なくともいずれか一方を含有する
材料の融液が貯溜され、前記回転体を回転させることに
より、前記凹凸部を前記融液に接触させることができる
坩堝と、を有するシート製造装置である。

【００２１】また、本発明に係る太陽電池は、本発明に
係るシートに電極を形成することで得られる太陽電池で
ある。

【００２２】また、本発明に係る太陽電池は、本発明に
係るシートの平面形状部に電極を形成することで得られ
る太陽電池である。

【００２３】シリコンシートを形成する場合、シリコン
シートを形成する回転冷却体の表面形状を凹凸にし、そ
の凸部を点状あるいは線状に形成することで、凸部の先
端からシリコン融液を凝固させることで、シリコンシー
トの少なくとも片面に凹凸の曲面を形成する。本発明で
製造されるシリコンシートはシリコン融液側に曲面を持
ったことを特徴とし、その連続した凸形状がリブの働き
をすることで、シリコン材料の少量化が可能になった
り、シリコンシートの強度が保たれ薄いシリコンシート
の大量生産が可能になる。

【００２４】本発明に係るシリコンシート製造装置は、
点状の凸部もしくは線状の凸部のうち少なくともいずれ
か一方を有する凹凸部を外周面状に有するとともに前記
凹凸部を冷却することができる冷却部を有する回転体
と、シリコン融液が貯溜され、前記回転体を回転させる
ことにより、前記凹凸部を前記シリコン融液に接触させ
ることができる坩堝と、を有するシリコンシート製造装
置とすることが可能である。

【００２５】また、回転冷却体は、シリコン融液に浸漬
される回転冷却体表面の凹部がＶ字溝あるいはＵ字溝形
状であることを特徴とする。このように回転冷却体の表
面に設けられたＶ字溝あるいは、Ｕ字溝で形成される回
転冷却体表面の凸部が点状あるいは回転方向に対して線
状に設けられ、凸部の先端がシリコン融液に浸漬される
ともに、内部から冷却される。こうすることによって、
上記先端にシリコンの結晶核が発生して、隣り合った先
端から成長してきた結晶とＶ字溝あるいはＵ字溝上で接
触してシリコンシートが形成されるので、シリコンシー
トの安定成長を可能にする。

【００２６】さらに、上記のＶ字溝あるいはＵ字溝構造
をした回転冷却体を用いると、シリコンシートの製造条
件によっては、コルゲート型あるいは波板状のシリコン
シートを直接、回転冷却体上に作製することが可能とな
る。これにより、融液側に曲面を持っているだけでな
く、回転冷却体と接する面も曲面を有し、上記凸部の点
状あるいは線状形状が反映したものになる。これは、Ｖ
字溝あるいはＵ字溝の先端部からのシリコン結晶の成長
方向によって形状が変化するためである。このような形
状にすることで、大幅なシリコン材料の少量化が可能に
なる。

【００２７】上記に加えて、以下の方式採用は更に工業
化を容易にする。上記の回転冷却体表面には、シリコン
カーバイド（ＳｉＣ）被膜を存在させる。上記構成によ
れば、上記回転冷却体表面にＳｉＣ膜が存在すること
で、回転冷却体に用いる材料からの汚染を防止する。上
記発明の回転冷却体表面のＶ字溝あるいはＵ字溝は、
０．０５ｍｍ以上、５ｍｍ以下のピッチであるものを用
いる。上記構成によれば、シリコンの結晶核が回転冷却
体のＶ字溝あるはＵ字溝の先端部にのみ発生するため
に、結晶粒の制御やシリコンシートの厚みの制御を容易
にすることができる。

【００２８】また、上記構成によれば、０．０５ｍｍ以
下のピッチにすることで、シリコン融液との接点が多く
なるために、成長速度を稼ぐことは可能となるが、結晶
粒の大きさは非常に小さくなるために好ましくない。５
ｍｍ以上のピッチにすると、結晶粒の大きさは大きくな
るが、成長速度を上げることが事実上、困難になる。

【００２９】また、上記によれば、回転冷却体表面の凹
凸の段差、つまりＶ字溝あるいはＵ字溝の段差は、０．
０５ｍｍ以上、５ｍｍ以下のものを用いるのが望まし
い。

【００３０】上記構成によれば、回転冷却体の表面をシ
リコンの加熱溶解部に浸漬した際に、確実にＶ字溝ある
いはＵ字溝の先端部のみがシリコン融液に浸漬される。
０．０５ｍｍ以下になると、回転冷却体表面のＶ字溝あ
るいはＵ字溝の先端部だけではなく、Ｖ字溝あるいはＵ
字溝の谷の部分にまでシリコン融液に浸漬されることに
なるため、接触面積が大きくなり固着するため、剥離が
困難になる。

【００３１】以上のように、回転冷却体の表面構造を制
御し、浸漬条件などを適宜選択することで、適度な厚み
のシリコンシート形成が可能になる。

【００３２】また、シリコンシート製造装置には、上記
回転冷却体の谷の部分に棒状のシリコンシートのかきと
り部を備える。

【００３３】上記構成によれば、上記回転冷却体のＶ字
溝あるいはＵ字溝の先端部にシリコンの結晶核が発生し
て成長し、隣り合った先端部からの成長してきた結晶と
谷部で接触してシリコンシートが形成される。そして、
こうして形成されたシリコンシートは、かきとり部によ
って、容易にかつ連続的に上記回転冷却体からのＶ字溝
あるいはＵ字溝構造からかきとられて、剥離される。

【００３４】その場合、かきとり部は、上記回転冷却体
の谷の部分の位置に設けられている。したがって、結晶
成長面である上記Ｖ字溝あるいはＵ字溝の先端部を傷つ
けることはない。さらに、回転冷却体表面には、Ｖ字溝
あるいはＵ字溝が形成されているだけでなく、その表面
にはＳｉＣ被膜が存在していることから、谷部に接触し
た部分からの汚染物質の落下も抑制できる。

【００３５】

【発明の実施の形態】本発明は、冷却された基板表面
に、金属材料もしくは半導体材料のうち少なくともいず
れか一方を含有する材料の融液から、直接、前記材料の
結晶を成長させるシート製造方法であるが、特に基板の
表面構造に特徴を有するものである。すなわち、前記基
板表面は凹凸部を有しており、凹凸部における凸部の形
状が、点状もしくは線状で形成されている。

【００３６】線状の凸部とは、平坦な基板表面に溝を形
成することで作製することができる基板表面の凸部のこ
とを指す。これは、機械加工によって形成された基板表
面の研磨あるいは切断などで生じる研磨痕や切断痕も含
んでいる。すなわち、基板表面に存在するすべての凹凸
部を含んでいる。線状の凸部や点状の凸部は、以下のよ
うな方法で作製することができる。たとえば、平坦な基
板表面に、機械加工により１ｍｍの幅の溝を、１ｍｍピ
ッチで形成することで、基板表面に線状の凸部を１ｍｍ
ピッチで形成することができる。さらに、その線状の凸
部が形成された基板を、たとえば９０度回転させ、同様
に１ｍｍ幅の溝を、１ｍｍピッチで形成することで、点
状の凸部を１ｍｍピッチで形成することができる。すな
わち、平坦な基板表面に溝を形成することで、線状の凸
部や点状の凸部を得ることができる。さらに、このよう
な線状の凸部や点状の凸部は、研磨あるいは切断などで
生じる研磨痕や切断痕によっても形成されている。すな
わち、基板表面に存在する凹凸部におけるすべての凸部
を指す。

【００３７】図１および図２を用いて、本発明における
基板の構造の特徴について説明する。図１および図２に
おける基板は、その基板表面に凹凸部を有する。図１に
示された基板は、線状の凸部を有する。図２に示された
基板は、点状の凸部を有する。

【００３８】図１および図２において、１は凹凸部をも
った基板であり、２は凹凸部をもった基板の線状の凸部
であり、３は凹凸部をもった基板の凹部であり、４は凹
凸部をもった基板の点状の凸部である。なお、線状の凸
部２において先端部が丸みを帯びていることも可能であ
り、また、点状の凸部４において先端部が丸みを帯びて
いることも可能である。

【００３９】基板１の表面に凹凸部が設けられていない
平面基板を用いた場合、平面基板上に結晶が成長するこ
とでシートは形成される。しかし、かかる場合、形成さ
れたシートと基板との接着強度が比較的強いため、基板
から形成されたシートを剥離することが困難になる場合
がある。さらに、平面基板からの結晶成長の場合、結晶
核が基板上にランダムに生成することがある。その結
果、デンドライト成長が支配的となり、シート表面の凹
凸が大きくなったり、デンドライト成長した結晶の周り
にシートの形成が困難となる。したがって、平面基板を
用いると凹凸形状が均一で、基板からの剥離性が良いシ
ートを得ることが困難となる。

【００４０】線状の凸部２もしくは点状の凸部４のうち
少なくともいずれか一方を設けることで、形成されたシ
ートを基板から容易に剥離することが可能になるのであ
る。これは、線状の凸部２もしくは点状の凸部４のうち
少なくともいずれか一方を設けることで、結晶の成長開
始点（すなわち、結晶核の発生点）を限定・制御するこ
とが可能になるためである。また、線状の凸部２もしく
は、点状の凸部４のうち少なくともいずれか一方を設け
ることで、凸部が最初に融液と接触するために、凸部に
核発生が起こり易くなる。このように凸部を設けること
で、基板と形成されたシートとの剥離性を向上させるこ
とが可能になるとともに、形成されたシートの凹凸形状
の均一性を制御することが容易になるのである。

【００４１】図１および図２に示す基板表面に存在する
凹凸部は、Ｖ字溝構造を示しているが、これは特に限定
されない。また、溝形状の深さも基板内で同一の深さで
あるが、限定されない。溝の深さは、特に使用する材料
などによって適宜変更すれば良い。

【００４２】つぎに、図３および図４を用いて、本発明
における基板の構造の特徴について説明する。図３およ
び図４における基板は、その基板表面に凹凸部を有す
る。図３に示された基板７は、線状の凸部２と面状の凸
部６を有する。図４に示された基板は、点状の凸部４と
面状の凸部６を有する。面状の凸部６とは、基板表面に
溝を形成することで作製することができる基板表面に残
っている凸部のことを指す。

【００４３】図３および図４において、６は面状の凸部
である。凹凸部の凸部の形状は、点状もしくは線状のう
ち少なくともいずれか一方を有する凸部であるととも
に、面状の凸部が存在することが必要である。本発明で
は、面状の凸部６の他に、線状の凸部２もしくは点状の
凸部４のうちすくなくともいずれか一方が設けられてい
る。

【００４４】線状の凸部２もしくは点状の凸部４のうち
少なくともいずれか一方を設けることで、形成されたシ
ートを基板から容易に剥離することが可能になるのであ
る。面状の凸部６を設けることで、剥離性の制御がより
容易になる。

【００４５】つぎに、図５を用いて、図１に示された凹
凸基板１を用いた場合に得られるシートについての形状
の特徴について説明する。図５は、線状の凸部２を設け
た基板１と、その基板１の表面に結晶を成長させること
で得られるシート９との位置関係を示した斜視図であ
る。

【００４６】融液を凝固させ、基板１上表面に結晶を成
長させることで得られるシートの形状は、曲面形状部を
有する構造になる。これは、下記の理由によるものであ
る。すなわち、基板１の線状の凸部２から成長した結晶
は曲面形状を有する構造になる。そのため、得られたシ
ートには、曲面形状が存在することになるのである。

【００４７】基板表面上の成長は、以下のようにして起
こる。すなわち、融液と接する基板表面には、線状の凸
部２が設けられているため、融液と最初に接する場所で
ある線状の凸部２に優先的に結晶核が発生する。つぎ
に、基板１が冷却されているため、発生した結晶核から
結晶成長が始まる。線状の凸部２から成長した曲面形状
の結晶は、隣り合った線状の凸部２から成長した結晶が
成長するにつれつながり、曲面形状部を有するシート９
が形成されることになる。

【００４８】しかしながら、得られるシート９の形状
は、図５に示したように、基板１の凹凸形状と一致する
ような形状にはならない。得られるシート９の形状は、
融液の表面張力、冷却された基板の基板温度、基板の移
動速度または回転速度、基板の凹凸部の形状などの諸因
子によって、概略、図５に記載されたシート９の形状に
成長する。

【００４９】これは、凹凸部の線状の凸部２における先
端部分（すなわち突起部分）から成長が始まり、融液が
凹凸部の凹部まで深く進入しないうちに固化し、シート
９が成長するためである。そのため、線状の凸部２を有
する基板１を用いてシート９を得た場合、平面基板を用
いてシートを得た場合と比較して、基板と形成されたシ
ートとの接触面積が小さくなる。基板と形成されたシー
トとの接触面積が小さくなるため、得られた基板から容
易に剥がすことが可能になるのである。

【００５０】仮に、冷却された基板の温度が高い場合
や、融液の温度が高い場合や、基板の移動速度または回
転速度が遅い場合は、融液が若干凹部まで進入すること
になる。そのため、形成されたシートの基板からの剥離
性が劣ることになる場合がある。

【００５１】また、基板が十分に冷却されている場合
や、基板の移動速度または回転速度が速く、融液温度が
低い場合は、結晶核が形成された後、速やかに結晶が成
長し、シートを得ることができる。しかしながら、基板
の移動速度が速すぎる場合などのように、シート状に成
長するまでの時間が十分でない場合は、図６に示すよう
に線状の凸部２にのみ結晶が成長し、棒状の結晶ができ
たり、図７に示すように溝の一部分には成長せずに隙間
がある結晶ができることもある。

【００５２】反対に基板の冷却が不十分でも、基板の移
動速度をまたは冷却部を有する回転体の回転速度を遅く
したり、融液温度をさらに低くしたりすることでシート
を得ることができる。なお、図５に基づき、図１の基板
を用いてシート９を形成する場合について説明を行って
きたが、図２の基板を用いてシート９を形成する場合に
おいても、図８に示すように、最初に結晶核の発生する
部分が、線状の凸部２から点状の凸部４に変わるが、そ
の後の結晶成長は図１の基板を用いた時と同様である。

【００５３】すなわち、冷却された点状の凸部４に優先
的に結晶核を発生させることができ、その結晶核から結
晶成長が始まる。そして、結晶成長が進行するにつれ
て、隣接する点状の凸部４から成長した結晶同士がつな
がってシート１２が形成されるのである。得られたシー
ト１２の形状は、湾曲形状をしている。

【００５４】なお、線状の凸部２を有する基板１を用い
た場合と、点状の凸部４を有する基板５を用いた場合
の、基板とシートとの剥離性を比較すると、点状の凸部
４から成長したシート１２の方が剥離性が高い。これ
は、基板とシートの接触面積に大きく関係している。

【００５５】また、基板が十分に冷却されている場合
や、基板の移動速度または回転速度が速く、融液温度が
低い場合は、結晶核が形成された後、速やかに結晶が成
長し、シートを得ることができる。しかしながら、基板
の移動速度が速すぎる場合などのように、シート状に成
長するまでの時間が十分でない場合は、図９に示すよう
に点状の凸部４にのみ結晶が成長し、略球状の結晶がで
きたり、図１０に示すように一部分に略球状の結晶が成
長し、隙間がある結晶ができることもある。

【００５６】つぎに、図１１を用いて、図３に示された
基板７を用いた場合に得られるシート形状の特徴につい
て説明する。図１１は、面状の凸部と線状の凸部を設け
た基板と、その基板の表面に結晶を成長させることで得
られるシートとの位置関係を示した斜視図である。

【００５７】融液を凝固させ、基板７上表面に結晶を成
長させることで得られるシート１５の形状は、曲面形状
部と平面形状部とを有する構造になる。これは、下記の
理由によるものである。すなわち、基板表面の面状の凸
部から成長した結晶は平面形状を有しており、一方、基
板の線状の凸部から成長した結晶は曲面形状を有する。
そのため、得られた一枚のシートには、平面形状部と曲
面形状部とが存在することになるのである。

【００５８】基板表面上のシートの成長は以下のように
して起こる。すわなち、融液と接する基板表面には、線
状の凸部と面状の凸部とが設けられているため、融液と
最初に接する場所である面状の凸部および線状の凸部に
優先的に結晶核が発生する。つぎに、基板が冷却されて
いるため、発生した結晶核から結晶成長が始まる。面状
の凸部から成長した平面形状の結晶と、線状の凸部から
成長した曲面形状の結晶とは、それぞれの結晶が成長す
るにつれつながり、平面形状部と曲面形状部とを有する
シートが形成されることとなる。

【００５９】しかしながら、得られるシート１５の形状
は、図１１に示したように、基板の凹凸形状と一致する
ような形状にはならない。得られるシート１５の形状
は、融液の表面張力、冷却された基板の基板温度、基板
の移動速度または回転速度、基板の凹凸部の形状などの
諸因子によって、概略、図１１の形状に成長する。

【００６０】なお、図１１に基づき、図３の基板７を用
いてシートを形成するについて説明を行ってきたが、図
４の基板８を用いてシートを形成する場合においても、
図１２のように、最初に結晶核の発生する部分が、線状
の凸部から、点状の凸部に変わるが、その後の結晶成長
は図３の基板を用いた時と同様である。

【００６１】すなわち、冷却された面状の凸部６および
点状の凸部４に優先的に結晶核を発生させることがで
き、その結晶核から結晶成長が始まる。そして、結晶成
長が進行するにつれて、隣接する面状の凸部６および点
状の凸部４から成長した結晶同士がつながってシートが
形成されるのである。なお、線状の凸部や点状の凸部か
ら成長した結晶は湾曲形状であり、結晶粒が小さくなる
傾向があるため、面状の凸部を多く存在させる方が好ま
しい。

【００６２】図３に例示した基板７もしくは図４に例示
した基板８のいずれの基板を用いた場合も、面状の凸部
から成長した結晶は平面形状となり、点状の凸部または
線状の凸部から成長した結晶は曲面形状をもった構造に
なる。そのため形成されたシートは、曲面形状部および
平面形状部を有するシートとなる。このように平面形状
部と曲面形状部とが存在しているシートは、平面形状部
が補強の役目を果たすので、シート自身の強度が向上す
るようになる。

【００６３】つぎに、図１３および図１４を用いて、得
られたシートへの電極の形成方法を説明する。図１３
は、得られたシート９の上に電極１７を形成した場合の
斜視図であり、１７は形成した電極である。また、図１
４は、平面形状をもったシートの平面形状部上に電極１
８を形成した場合の斜視図である。

【００６４】図１３は、シートに形成される凹部と平行
な４本の電極と、その電極と垂直に交わるようにさらに
１本の電極を形成しているが、電極の形成方法は、特に
限定されない。すなわち、シートに形成される凹部に電
極を形成することも可能である。

【００６５】図１４は、得られたシートの平面形状部に
電極１８を形成することで、電極１８の断線を防止しつ
つ、しかも電極を太くすることなく電極１８をシート１
５上に形成できるのである。

【００６６】基板が凹凸部をもっており、面状の凸部が
構成されているため、形成されたシートに平面形状部が
形成され、電極を容易に形成することが可能となる。電
極の形成方法は、たとえば、スクリーン印刷法や蒸着法
やめっき法などを使用することが可能であるが、特に限
定されない。

【００６７】プロセス上、低コスト化が期待できるスク
リーン印刷法のようにスクリーンマスクが接触して電極
を形成するような方法であっても、本発明のシートで
は、補強リブが入った形状になっているために十分に使
用可能である。

【００６８】得られたシートで太陽電池を作製する場
合、受光面電極は細くし、裏面電極は全面に作製するこ
とが好適である。凹凸部をもったシートは、表裏とも同
じような形状をしているため、どちらを受光面に用いて
も良いが、好ましくは、基板との剥離面を太陽電池の裏
面電極側にするのが好ましい。これは、凹凸部におけ
る、線状の凸部や点状の凸部、および面状の凸部で結晶
核の発生が起こり、非常に細かい結晶粒が形成されるた
めである。このように、電極を必要とするデバイスに
は、直接、平面形状部への電極が形成可能であるため、
本発明に係るシート製造方法で形成されたシートが非常
に有効である。

【００６９】図１４に示した形状のシート１５は、太陽
電池を作製する基板として、光入射側にグリッド状の電
極を形成する部分をあらかじめ平面状にすることが可能
になる点で有用である。単結晶や多結晶のシートからこ
のような形状の基板を作製することは不可能ではない
が、酸化膜を用いたり、あるいはレジスト塗布によるパ
ターニングなどを行い、その後エッチングにより余分な
部分を除去しなければ得ることができない。しかも、本
発明で得られるシートは、多結晶であるため、様々な面
方位をもった結晶粒が存在し、パターニングを行っても
エッチング速度が面方位によって異なることから、図５
から図１４のように得られるシートを成形するのは困難
である。すなわち、融液から図５から図１４のような表
面形状や断面形状を有するシートを直接得る本発明に係
るシート製造方法は、低価格なシートを提供することが
可能である。

【００７０】つぎに、基板上に設けられている凹凸部に
ついて、詳細に説明する。図１において、線状の凸部２
を有する基板１における、凹凸部の隣り合った線状の凸
部２の間隔は特に限定されない。しかしながら、線状の
凸部２の間隔を一定のピッチで設けると、得られるシー
トの均一性が高くなるため、より好ましい。線状の凸部
２の間隔が不規則であったとしても、図３に示すような
面状の凸部を形成したり、面状の凸部の幅（面積）を比
較的大きくすることで、得られるシートの均一性および
平坦性を確保することが可能になる。このように、適
宜、線状の凸部の間隔や、面状の凸部の有無、面状の凸
部の幅（面積）を選択することで、平坦性を制御するこ
とができ、所望の形状のシート得ることが可能となる。
また、図２および図４の場合も同様に、適宜、点状の凸
部の間隔や、面状の凸部の有無、面状の凸部の幅（面
積）を選択することで、平坦を制御することができ、所
望の形状のシートを得ることが可能になる。

【００７１】さらに、凹凸基板の隣り合った凸部の間隔
は、凹凸部を設けた基板と得られるシートとの剥離性を
大きく左右する。すなわち、隣り合った線状の凸部の間
隔が狭すぎる場合、基板と形成されたシートとの接触部
分が増えるため、形成されたシートを基板から剥離する
のに要する力が比較的多くなる場合がある。一方、隣り
合った線状の凸部の間隔が広すぎると、基板上に結晶が
成長する時間を比較的長く要することになり、結晶が成
長する時間を短縮するためには、基板温度をさらに下げ
たり、融液温度を下げたり、基板の移動速度を遅くした
りすることが必要になり、その結果、生産性が若干劣る
ことになる。なお、同様に、凹凸部の隣あった点状の凸
部の間隔は、凹凸部を設けた基板と得られるシートの剥
離性を大きく左右する。

【００７２】図３および図４に示す凹凸部の隣り合った
面状の凸部６の間隔は、特に限定されないが、面状の凸
部６の幅（面積）が大きければ大きいほど、得られるシ
ートの平坦性はあがる。その一方で、面状の凸部６の幅
（面積）が比較的大きい場合、形成されたシートの基板
との剥離性が悪くなる傾向になるため、適宜、面状の凸
部６の幅（面積）は、選択する必要がある。図３および
図４においては、隣り合った面状の凸部６と面状の凸部
６との間に、線状の凸部や点状の凸部が設けられている
が、その本数（個数）は、特に限定されず、適宜、平坦
性、剥離性などを考慮し、凸部の設計を行うことが可能
である。

【００７３】得られたシートから太陽電池を作製する場
合、線状の凸部のピッチは０．０５ｍｍ以上である方が
好ましい。また、同様に点状の凸部のピッチは０．０５
ｍｍ以上である方が好ましい。０．０５ｍｍよりも細か
いピッチで、線状の凸部あるいは点状の凸部を設ける
と、形成されるシートの結晶粒が細かくなりすぎ、太陽
電池の特性がよくならないため、あまり好ましくない。

【００７４】図１から図４における凹部の形状はＶ字溝
であるが、凹部の形状は、図１５から図１７に示すよう
にＶ字溝、Ｕ字溝、台形溝、斜めの溝などの形状に設定
することが可能であるが、特に限定されない。４１はＵ
字溝形状をもった線状の凸部と面状の凸部をもった基
板、４２は台形溝形状をもった線状の凸部と面状の凸部
をもった基板、４３は斜めの溝形状をもった線状の凸部
と面状の凸部をもった基板である。凹部の溝の深さは、
０．０５ｍｍ以上、より好ましくは０．１ｍｍ以上であ
る。凹部の溝の深さが０．０５ｍｍよりも浅い場合、溝
の凹部で結晶が成長することにより、形成されたシート
を基板から剥離するのが困難になる場合があるからであ
る。しかしながら、溝の深さは、融液材料の表面張力に
よっても、効果が異なるため、基板の表面構造と融液材
料によって適宜選択する必要がある。図では、溝の深さ
はすべて同じ深さで示しているが、同じ深さにする必要
はなく、複数の深さの溝を有するものでもよい。すなわ
ち、凹凸部の溝の深さによっても、基板が冷却されてい
る場合においては、基板表面の温度分布が若干異なるた
めである。そのため、温度制御をする上では基板の表面
形状と溝の深さを適宜選択する必要がある。

【００７５】さらに、図３および図４において、凹凸部
における、面状の凸部６は、直交した形態であるが、特
に直交している必要はない。図１８から図２３に面状の
凸部が直交していない場合と成長するシートの概観図を
示す。４４、４６、４８、５０、５２、５４はそれぞれ
凹凸部をもった基板であり、４５、４７、４９、５１、
５３、５５はそれぞれ凹凸部をもった基板から得られた
シートである。

【００７６】図１８および図１９に示すように面状の凸
部が平行に形成されている場合や、図２０に示すように
溝と平行に面状の凸部が形成されている場合や、図２１
および図２２に示すように溝と垂直に面状の凸部が形成
されている場合や、図２２に示すように部分的に溝が形
成されている場合などが考えられる。しかしながら、得
られたシートから大面積の太陽電池を作製する場合に
は、面状の凸部は直交している形態である方が好まし
い。それは、太陽電池の特性を上げるため、できるだけ
多くの電流を取り出すことが必要であるためである。つ
まり、バスバー電極（メイン電極）とフィンガー電極
（サブ電極）を直交に設けることで、直列抵抗を低減で
きるように設計することが容易にできるからである。そ
のため、面状の凸部の幅も直列抵抗を低減するように設
計する方が、好ましい。すなわち、バスバー電極になる
部分は、凸部の幅を太くし、フィンガー電極になる部分
は凸部の幅を狭くする方が好ましい。このように、面状
の凸部の幅を目的にそって、適宜設計することで、特性
の良好な太陽電池を得ることが可能になるのである。

【００７７】このように、凹凸部をもった基板の凸部
は、直接シートの成長起点になることから、凸部の形
状、凸部の幅、凸部のピッチ、融液材料、融液温度、基
板材質、基板温度などに依存するため、適宜選択するこ
とが好ましい。

【００７８】以上のように、あらかじめ基板の凹凸部の
形状を制御することで、シートの成長起点となる結晶核
の分布を制御することができ、均一性、剥離性に優れた
シートを得ることが可能になる。

【００７９】凹凸部をもった基板の材質は、熱伝導性、
耐熱性に優れた材料である方が好ましい。たとえば、高
純度黒鉛、炭化ケイ素、石英、窒化硼素、アルミナ、酸
化ジルコニウム、金属などを使用することが可能である
が、使用する融液に応じて最適な材質を選択すれば良
い。

【００８０】高純度黒鉛は、比較的安価であり、加工性
に富む材質であるため凹凸部を作製するのが容易である
ためより好ましい。基板の材質は、工業的に安価である
こと、得られるシートの基板品質などの種々の特性を考
慮し、融液材料と基板の組み合わせは、適宜選択するこ
とが可能である。さらに、基板に金属を用いる場合、常
に冷却し続けるなど、基板の融点以下の温度で使用し、
得られたシートの特性にさほど影響を与えなければ、特
に問題はない。

【００８１】基板の冷却手段は、大きく分けると直接冷
却と間接冷却とを使用することが可能である。直接冷却
は、基板に直接ガスを吹きかけて冷却する手段である。
一方、間接冷却は、基板を間接的にガスもしくは液体に
より冷却する手段である。冷却ガスの種類は特に限定さ
れないが、得られるシートの酸化を防ぐ目的で、不活性
ガスである窒素、アルゴン、ヘリウムなどを用いること
が好ましい。特に冷却能力を考慮すると、ヘリウムまた
はヘリウムと窒素との混合ガスが好ましいが、コストを
考慮すると窒素が好ましい。冷却ガスは、熱交換器など
を用いて循環させることで、さらなるコスト低減を図る
ことができる。

【００８２】つぎに、凹凸部を有する基板を用いたシー
ト製造装置について説明する。図２４の横引き法による
シート製造装置の概略図を用いて、基板を連続的に設置
した連続基板へのシートの形成方法を説明する。

【００８３】図２４において、１９は凹凸部を有する連
続基板、２０は坩堝、２１は融液である。坩堝中の融液
は、ヒーターにより融点以上に加熱されており、融液状
態で安定している。融液には、シリコン、ゲルマニウ
ム、ガリウム、ひ素、インジウム、リン、硼素、アンチ
モン、亜鉛、すずなどの半導体材料を含む融液、また
は、アルミニウム、ニッケル、鉄など金属材料を含む融
液を使用することができる。

【００８４】坩堝２０の底面部の一部は開口されてお
り、その開口部から融液２１が連続基板１９上に連続し
て供給できる構造になっている。その連続基板１９で結
晶が成長してシートが形成されるのである。坩堝の移動
速度、連続基板の基板温度、融液温度、などを制御する
ことにより、形成されるシートの厚みを容易に制御する
ことができる。

【００８５】つぎに、図２５の回転冷却体法を使用した
場合の基板上へのシートの作成方法を説明する。図２５
は、可動の回転体を備えたシート製造装置の概略図であ
る。２２は可動の回転体、２３は回転体の表面に設けら
れた凹凸部である。ここでの凹凸部の表面形状は、線状
の凸部と面状の凸部を有する表面構造を示している。ま
た、回転体の表面に凹凸部をもった構造を示している
が、取り外せる構造であっても良い。凸部は、回転体の
外周面上に、回転体の回転中心に対して外方向に向くよ
うな構造になっている。

【００８６】つぎに、図２５における回転体の断面の内
部構造を図２６を用いて説明する。図２６は、冷却部を
有する回転体を備えたシート製造装置の冷却部の断面で
ある。２４は冷却ガスノズルである。冷却ガスノズル２
４は、回転体２２の内部から冷却するとともに、さらに
回転体２２の表面に存在する凹凸部を間接的に冷却す
る。このように間接的に凹凸部を冷却する構造にするこ
とで、シートの連続生産も可能になるのである。回転体
２２に設けられた内部の冷却手段は、基板を冷却するこ
とができる冷却手段であれば、特に限定されないが、回
転体に取り付けられた基板を均一に冷却できる構造にす
る必要がある。すなわち、気体や液体によって冷却する
構造が好ましい。

【００８７】冷却ガスの種類は、不活性ガスである窒
素、アルゴン、ヘリウムなどを用いることが好ましい。
特に冷却能力を考慮するとヘリウムまたはヘリウムと窒
素との混合ガスが好ましいが、コストを考慮すると窒素
がより好ましい。さらに、冷却ガスや冷却水は熱交換器
などを用いて循環させることで、コスト低減を図ること
も可能になる。図２５および図２６を用いて、線状の凸
部と面状の凸部をもった表面構造について、説明を行っ
てきたが、図３１に示すように線状の凸部のみで形成さ
れていても良い。さらには、図１から図４や図１５から
図２３に示される基板に設けられた凹凸部の形状にする
ことも可能である。

【００８８】これまで、冷却体表面の構造について説明
してきたが、シートの成長する面に凹凸部が存在してい
れば良い。すなわち、図２６および図３１に示すよう
に、回転体の表面に凹凸部が存在していればよい。図２
６の表面には、線状の凸部と面状の凸部が形成されて
り、図３１の表面には、線状の凸部が形成されている。
図では、示していないが点状の凸部であっても構わな
い。

【００８９】つぎに、円筒の冷却体について、説明を行
ってきたが、多角柱の冷却体について説明する。成長面
が平坦であるために、得られるシートも平坦となり、太
陽電池を作製する上では、非常に有効である。

【００９０】図２７は、可動の多角柱型の回転体を備え
たシート製造装置の概略図である。５６は線状の凸部を
持った冷却体である。この図では、４面がシートの成長
面となるが、特に４面である必要はない。生産性を考慮
すると、直径の大きな回転体を用い、一回転で複数枚の
シートを得ることができる構成にする方が好ましい。図
２７は、平面を有する回転体の上に、線状の凸部が形成
された場合である。この時、線状の凸部は、回転体の回
転方向と平行になるように形成されている。

【００９１】一方、図２８は、線状の凸部が回転体の回
転方向と垂直になるように形成されている。５７は線状
の凸部を持った冷却体である。線状の凸部を設けた凹凸
部上に、シートを形成する場合には、線状の凸部は、回
転体の回転方向と平行に形成されているほうが好まし
い。これは、回転方向と平行にすることで、凹凸形状を
もった基板表面を融液が通過しやすくなるためである。
すなわち、融液の移動がスムーズとなり、得られるシー
トに液だまりなどによって形成する突起などを形成せず
に済むからである。さらに、突起を抑制するために、融
液が基板内のある一ヶ所に集めるように凸部が一ヶ所に
集まるような溝形状にすることも可能になる。たとえば
図３６に示すように、溝を斜めに入れ、凸部を中央に集
める構造にすることで、液だまりが中央部分に集まるよ
うになる。

【００９２】このような、多角柱型の回転体において
も、そのシートの成長面の表面構造に図１から図４や図
１５から図２３に記載された基板に設けられた凹凸部の
形状にすることも可能である。図２８のような場合で
も、突起を形成せずにシートは作製することは可能であ
る。これは、表面の溝構造や、多角柱型の平面と平面と
の間隔を制御することで、容易に改善できるからであ
る。

【００９３】以上のように、凹凸部を持った基板が移動
する場合（図２５〜図２８および図３１）や基板が移動
せず坩堝が移動する場合（図２４）でも、基板が移動す
るしないに関わらず、シートの形状を考慮した上で、基
板の凹凸部の表面形状を設計することが可能である。

【００９４】凹凸部を持った基板の表面には、高純度な
被膜が形成されていても良い。また、凹凸部の表面を高
純度な被膜で被覆してもよい。被膜材料には、炭化ケイ
素（ＳｉＣ）、窒化硼素（ＢＮ）、窒化珪素（ＳｉＮ
ｘ）、熱分解炭素のうち少なくとも１種類以上の材料で
被覆されていることが好ましい。すなわち、基板表面に
高純度な被膜が存在することで、得られるシートへの汚
染も避けることができる。特に、得られる融液にシリコ
ンを用いる場合などでは、炭化ケイ素、窒化珪素、熱分
解炭素などを用いることが可能である。すなわち、凹凸
基板上に１種類以上の材料で被覆されることで、表面凹
凸の凹部への融液の進入を妨げることができる。すなわ
ちシリコン融液に対して、濡れ性の低い材料を用いるこ
とで凹部への進入を妨げる。また、シリコン融液に対し
て、濡れ性の高い材質でも熱分解炭素のように層状に成
膜されるような材料などでは、たとえ、平面基板上では
シートが固着するような条件でも、基板表面上に凹凸が
あることと表面被覆材料自身が層状であることから、基
板からシートを容易に剥離することが可能になる。

【００９５】表面材料を１種類以上の材料で被覆する
が、熱膨張係数が極端に違わない方が好ましい。これ
は、高温に曝される基板表面と冷却される基板側との熱
膨張係数との差によって、被膜がはがれる可能性がある
からである。

【００９６】以上のように、凹凸部の表面には、適宜、
被覆材料や被覆膜厚を制御することで、高品質なシート
を得ることができるようになる。このような方法で形成
されたシートは、マイクロカッターやＹＡＧレーザーな
どを用いて所望の大きさ（長さ）に切断したり、そのま
ま使用することができる。

【００９７】つぎに、図２９の回転体を用いたシート製
造装置の内部の概略図を用いて、シート作製方法を説明
する。２５は坩堝、２６は昇降機構が設けられた坩堝
台、２７は温度調節用ヒーターである。融液が入った坩
堝２５は、坩堝台２６上に設置されている。冷却部を有
する回転体は、坩堝上に設置されており、図ではその回
転体表面には、回転方向と同じ方向に線状の凸部が存在
しており、坩堝内の融液に接触できるような構造になっ
ている。

【００９８】つぎに、図３０のシート製造装置の概略図
を用いて、シートの製造方法を説明する。２８は原料追
加投入管、２９は断熱材、３０はチャンバー、３１はシ
ート搬送用のガイドローラーである。ここでは、円筒形
の回転体を設置しているが、図２７および図２８などの
多角柱型の冷却体も用いることができる。さらに、回転
体の表面形状は、図１から図４や図１５から図２３に記
載された基板の凹凸部の形状にすることも可能である。

【００９９】このシート製造装置は密閉性の良好なチャ
ンバー３０内に設置されており、真空排気後に不活性ガ
スでガス置換を行う。この不活性ガスとしては、アルゴ
ン、ヘリウムなどを使用することが可能であるが、コス
トを考慮するとアルゴンがより好ましい。

【０１００】チャンバー３０内には、融液温度を厳密に
制御するため、断熱材２９と複数の温度調節用ヒーター
２７を設置することが好ましい。これは、チャンバー３
０内の雰囲気温度と融液との温度を厳密に制御すること
で、より再現性よく、かつ安定してシートを得ることが
可能になるためである。融液の温度は、金属材料もしく
は半導体材料の融点以上であることが好ましい。融点近
傍であると、冷却されている基板が融液に接することで
湯面凝固を引き起こす可能性があるためである。

【０１０１】さらに、融液が入った坩堝２５は、坩堝台
２６上に設置されているが、この坩堝台２６には昇降機
構が設けられていることが好ましい。これは、基板上で
シートを成長させるため、常に基板が融液に同じ深さで
浸漬されていることが好ましいからである。

【０１０２】なお、湯面位置を一定に保つ方法として、
融液と同じ材料の多結晶体を溶融させる、あるいは追加
投入管２８を用いて、粉体を順次投入する方法などを用
いることが可能であるが、湯面位置を一定に保つ方法は
特に限定されない。ただし、できるだけ融液の湯面を乱
さないようにすることが好ましい。融液の湯面を乱す
と、得られるシートの均一性が損なわれる可能性がある
ためである。

【０１０３】以下、さらにこの発明を図３１を用いなが
ら詳細に説明する。本装置は、シリコンシートを作製す
るのに好適である。図３１は、本実施の形態の回転冷却
体における断面図である。本実施の形態における回転冷
却体は、その表面に凹凸を形成し、その凹部の断面形状
をＶ字溝あるいはＵ字溝とし、回転冷却体の凸部を点状
あるいは線状にして、その部分からシリコンシートを凝
固成長させることによって、シリコンシートを容易にか
つ連続的に引き出すことを可能にようにするものであ
る。以下、詳細に説明する。

【０１０４】図３１において、３２は回転冷却体、３３
は回転冷却体のＶ字溝先端部（回転冷却体の凸部の先
端）、３４はＶ字溝の谷部、３５は冷却ガスを導入する
ガスノズルである。回転冷却体３２の材質は、高温でも
耐久性のある材質であればよい。たとえば、高純度カー
ボン、耐火性のセラミックス、窒化珪素・窒化硼素など
の成形体などが考えられるが、上記カーボン材料は安価
である上に加工性に富んでいるためより好ましい。ま
た、回転冷却体３２には、金属材料も使用可能である。
すなわち、シリコンの融点よりも高融点金属で、得られ
たシリコンシートの半導体特性にさほど影響を与えなけ
れば特に問題はない。あるいは、シリコンよりも低融点
であっても、その金属の融点以下まで常に冷却ガスや冷
却水を流すのであれば特に問題はない。Ｖ字溝先端部３
３は、回転冷却体３２の表面に環状に複数形成されてお
り、所定ピッチで所定の深さを有するとともに、その内
部には冷却ガスや冷却水が導入できるように中空になっ
ている。

【０１０５】回転冷却体３２の内部には、同軸でガスノ
ズル３５が配設されており、外部から冷却ガスが吹き出
され、Ｖ字溝先端部３３に向かうように設けられてい
る。上記冷却ガスの種類は、直接シリコン融液には接触
しないために特に限定はしないが、より好ましくは不活
性ガスであるＮ₂、Ｈｅ、Ａｒなどである。特に冷却能
力を考慮すると、ＨｅまたはＨｅとＮ₂との混合ガスが
好ましいが、コストを考慮するとＮ₂がより好ましい。
上記冷却ガスは、回転冷却体１を内側から冷却した後は
外部に排気されるが、回転冷却体１を冷却体した後の排
気ガスを外部の熱交換器（図示せず）を循環させること
で、さらなるコスト低減を図ることが好ましい。

【０１０６】上述のごとく、本実施の形態における回転
冷却体３２の表面には、図３１に示すような断面でＶ字
溝構造が設けられている。回転冷却体３２におけるＶ字
溝の先端部の厚みを薄くし、Ｖ字溝の谷部を厚くするこ
とで、冷却効果向上が期待できる。なお、更に冷却効果
を高めるには、回転冷却体３２内部に凹凸を形成するな
どにより表面積を大きくすることが好ましい。つまり、
回転冷却体３２内部に凹凸を設けることで、冷却ガスの
接触面積を大きくすることが好ましい。

【０１０７】回転冷却体３２をシリコン融液に浸漬して
表面にシリコンシートを形成するのであるが、図３２に
示すように、冷却されたＶ字溝先端部３３をシリコン融
液に浸漬することによって、Ｖ字溝先端部３３から優先
的にシリコンの結晶核を発生させることができ、その結
晶核から結晶成長が始まる。そして、結晶成長が進行す
るにつれて、隣接するＶ字溝先端部３３から成長したシ
リコン結晶同士がつながってシリコンシート６０が形成
される。

【０１０８】このような方法で作製されたシリコンシー
トは、融液側には湾曲面を持って成長する。すなわち、
結晶核の形成部分は、回転冷却体３２のＶ字溝あるいは
Ｕ字溝の先端部になり、そこから成長する成長初期のシ
リコンシートは、十分に冷却された状況になり、ほぼ回
転冷却体面を反映した形状になる。しかしながら、シリ
コンシートを剥離することを考えると、回転冷却体の表
面構造と完全に一致しない方がよい。これは、回転冷却
体３２と完全に一致したシリコンシートを得ようとする
と、回転冷却体３２と完全に固着することになり、剥離
性が良好なシリコンシートを得ることは不可能となるか
らである。

【０１０９】一方、融液面側は、完全に冷却されずにシ
リコン融液状態で存在する部分が一部存在する。この融
液状態で存在するシリコンは、その重力によって融液側
に曲面をもった形状をとるようになる。このような形状
は、本発明に係る方法によって作製したシリコンシート
の特有な形状になる。この製造方法で作製したシリコン
シートは、スライス基板に対してスライス損失がないだ
けでなく、曲面形状を有している分だけシリコンの少量
化が図れるため、低コストでシリコンシートを提供でき
る。

【０１１０】さらには、回転冷却体３２のＶ字溝あるい
はＵ字溝構造をした回転冷却体を用いると、シリコンシ
ートの製造条件により、コルゲート型あるいは、波板状
のシリコンシートを直接回転冷却体に上に形成すること
が可能になる。すなわち、融液側に曲面を持っているだ
けでなく、回転冷却体との接する面にも特徴が存在す
る。

【０１１１】回転冷却体３２を冷却する冷却ガスが十分
であったり、回転速度が十分に早かったりすると、回転
冷却体３２のＶ字溝あるいはＵ字溝の先端部分に発生し
たシリコン結晶核が速やかに発生する。つぎにシリコン
の結晶成長が始まり、冷却ガスの冷却能力あるいは回転
冷却体３２の回転速度によって、その結晶成長の方向が
決定されることになる。冷却ガスの冷却ガス能力が十分
で、かつ回転冷却体３２の回転速度が大きく、融液温度
が低い場合は、図３２に示すように回転冷却体３２のＶ
字溝あるいはＵ字溝構造の先端部３３に沿って結晶核が
形成された後、シリコン結晶が成長するが、その結晶の
成長方向としては融液側への方向になる。逆に、冷却ガ
スの冷却ガス能力が不十分で、回転冷却体３２の回転速
度が小さく、かつ融液温度が高い場合には、図３３に示
すように回転冷却体３２のＶ字溝あるいはＵ字溝構造の
先端部３３に沿って結晶核が形成された後、シリコンが
結晶成長するが、その結晶の成長方向が回転冷却体の溝
構造の面に沿った方向になる。

【０１１２】いずれの場合も、回転冷却体の表面とシリ
コンシートの形状は、図３２および図３３に示すように
完全に一致することはない。すなわち、回転冷却体の表
面形状が転写されるようにシリコンシートの表面形状が
完全に一致すると、回転冷却体の表面とシリコンシート
との接着力が強くなり、剥離することが困難になり連続
生産という観点からは、好ましくない。以上のように、
シリコンシートの形成条件を適宜選択することで、所望
の形状をしたシリコンシートを得ることが可能になる。

【０１１３】さらに、コルゲート型や波板状の表面形状
を有するシリコンシートは、シリコンウエハを用いても
作製することは可能であるが、酸化膜あるいはレジスト
塗布によるパターニング工程などを行い、その後エッチ
ングしなければ得ることができない。さらに、得られる
シリコンシートは多結晶であるため、様々な面方位をも
った結晶粒が存在する。そのため、パターニングを行っ
てもエッチング速度が面方位によって異なることからコ
ルゲート型あるいは波板状に成形するのは困難である。
すなわち、シリコン融液からコルゲート型や波板状の表
面形状を有するシリコンを直接得るこの方法の方が、低
価格でシリコンシートを得ることが可能になる。

【０１１４】このように、冷却ガスの冷却能力、回転冷
却体の回転速度、シリコン融液の融液温度などを変化さ
せることによって、所望の形状のシリコンシートを容易
に得ることができる。いずれの場合も、本発明に示され
ているように融液側には湾曲面をもった構造になってい
る。

【０１１５】図３１に示したガスノズル３５は回転せ
ず、回転冷却体３２のみが回転することが好ましい。ガ
スノズル３５と回転冷却体３２が共に回転すると、回転
冷却体３２における冷却される個所が常に同じになるた
め、回転冷却体３２の表面に一様にシリコンシートを成
長させることが困難になるからである。このような構造
を採用することによって回転冷却体３２の内部を均一に
冷却することができ、均一な形状のシリコンシートを得
ることが可能になる。

【０１１６】また、図３１において、ガスノズル３５は
上下方向に設置されているが、特に限定するものではな
い。しかしながら、均一に冷却するという観点からすれ
ば、ガスノズル３５が一方向に向いているよりも複数の
ノズルが放射方向に向いていることが好ましい。こうす
ることによって、回転冷却体３２の表面に効果的に結晶
核を発生させることで、均一なシリコンシートを得るこ
とが可能になる。

【０１１７】回転冷却体３２の表面に設けるＶ字溝もし
くはＵ字溝構造においては、その表面にＳｉＣ膜が形成
されていることが好ましい。回転冷却体３２に黒鉛製の
回転冷却体を用いると、シリコンの結晶核が発生する部
分が黒鉛表面上になるため、シリコンシートが黒鉛表面
上に形成されることになる。そのため、シリコンシート
を剥離すると、シリコンシートが黒鉛と接していた部分
には、黒鉛が付着するようになる。シリコンシートに付
着している黒鉛は、硝酸とフッ酸の混合液によるエッチ
ングなどで容易に除去することが可能であるが、プロセ
スが増えコスト上昇の要因となる。また、黒鉛製の冷却
体を用いた場合は、黒鉛の成形体からの削り出しで作製
されるため削りかすを完全に除去することがほとんど不
可能なため、シリコン融液への削りかすが落下する恐れ
があり、シリコン融液の汚染につながる。

【０１１８】このような問題を解決するためには、Ｓｉ
Ｃ膜などで冷却体表面を被覆する方が好ましい。このよ
うな表面構造にすることで、回転冷却体３２からの黒鉛
粉末の落下や、シリコンシートへの汚染も軽減される。
特に、ＳｉＣ膜はセラミックス膜であり、高純度の膜を
形成できる技術が確立されているためより好ましい。さ
らには、黒鉛冷却体とＳｉＣ膜との接着力が強いため、
シリコンシートを剥離するさい、形成されたシリコンシ
ートにＳｉＣが付着することがなくなるためより好まし
い。

【０１１９】さらに、回転冷却体３２の表面にはＶ字溝
あるいはＵ字溝が形成されており、その上にＳｉＣ膜が
形成されているが、シリコン融液に接する部分は、Ｖ字
溝あるいはＵ字溝の先端部のＳｉＣ膜上になる。すなわ
ち、シリコンの結晶核が形成される場所はＳｉＣ膜上に
なり、ＳｉＣ膜上で結晶核が発生し、シリコンシートが
形成されることになる。このような構造にすることで、
回転冷却体３２とシリコンシートが接する部分の接触面
積が非常に小さくなり、そのためシリコンシートと回転
冷却体との接着強度が弱くなり、回転冷却体３２とシリ
コンシートの剥離性が良好になる。

【０１２０】回転冷却体３２の表面に設けるＶ字溝構造
もしくはＵ字溝構造における溝のピッチは０．０５ｍｍ
以上、５ｍｍ以下であることが好適である。ピッチが
０．０５ｍｍより小さいと、Ｖ字溝構造の先端部３３か
らシリコンの結晶が成長し始め、隣あったＶ字溝構造の
先端部３３から成長したシリコンとＶ字溝構造の谷部３
４でひろがりシリコンシートが成長するため、シリコン
シートの結晶粒の大きさはピッチの約半分になるため太
陽電池として用いる場合、好ましくない。さらには、直
接シリコンが接するＶ字溝あるいはＵ字溝構造の先端部
が多ければ多いほど、シリコンと回転冷却体３２との接
着面積が増え、結果として、シリコンシートと回転冷却
体との接着力が大きくなり、剥離が困難になり好ましく
ない。

【０１２１】また、溝のピッチが５ｍｍより大きくなる
と、隣り合ったＶ字溝構造もしくはＵ字溝構造の先端部
３３から成長し始めたシリコンが繋がりシリコンシート
が成長するまでの時間が長くなる。そのために、回転冷
却体３２の回転速度を遅くするなどの対処が必要とな
り、結果として生産性を下げるため、安価なシリコンシ
ートを提供できなくなるため、あまり好ましくない。

【０１２２】回転冷却体３２のＶ字溝もしくはＵ字溝の
先端部と谷部の段差は０．０５ｍｍ以上、５ｍｍ以下で
あることが好ましい。この深さは、回転冷却体３２の浸
漬深さを制限することになる。すなわち、溝の深さを深
くすることで浸漬深さを深くすることができ、溝の深さ
が浅ければ浸漬深さが浅くなりあまり浸漬できなくな
る。シリコンシートは、シリコン融液中もしくはシリコ
ン融液面近傍で成長するため、浸漬深さは成長してくる
結晶シートの厚みを制限することになるため適宜選択す
る必要がある。

【０１２３】上述したように、回転冷却体表面にＶ字溝
もしくはＵ字溝構造にすることで、比較的容易に、結晶
粒の大きさ、シリコンシートの厚みを制御することが可
能となる。また、結晶粒の大きさやシリコンシートの厚
みは、ヒーターの温度、回転冷却体内を流れる冷却ガス
流量、回転冷却体の回転数などにも依存しており、これ
らの組み合わせにより所望の厚みのシリコンシートを得
ることができることになる。

【０１２４】本発明によれば、成長したシリコンシート
の引き出し機構に棒状のかきとり部を持つことも可能で
ある。これは、回転冷却体３２がＶ字溝あるいはＵ字溝
を有しているため、その谷部３４に沿うように棒状のか
きとり部の先端を設置することで可能となる。かきとり
部の形状は、くし状、棒状、角柱状などが挙げられるが
特に限定されないが、谷部３４に一致することと、Ｖ字
溝もしくはＵ字溝の深さより小さい方がより好ましい。
すなわち、かきとり部が回転冷却体３２の谷部３４と一
致し、シリコン融液に浸漬しない大きさであればよい。
このような構造にすることで、装置を煩雑にすることな
く、容易にかつ連続的にシリコンシートを引き出すこと
が可能となる。たとえ、成長途中でシリコンシートが割
れたり、脱落したとしても、シリコンシートは融液中に
落下するだけで、装置を止める必要がなく、連続運転が
可能になる。

【０１２５】かきとり部の材質は、高温の不活性雰囲気
下で安定である材質である、カーボン、セラミックス、
タングステン、窒化珪素、窒化硼素などの成形体が挙げ
られるが、特に限定されない。シリコン融液近傍である
ため温度が高くなっていること、および回転冷却体の表
面形状に傷をつけないことが好ましいことから、回転冷
却体の材料と同じであることがより好ましい。また、Ｖ
字溝あるいはＵ字溝構造に一致するような形状であれ
ば、棒状に限定されることはなく、フォーク状のもので
あってもよい。

【０１２６】このように、回転冷却体３２の表面にＶ字
溝あるいはＵ字溝構造を設け、さらにそれに一致するよ
うにかきとり部を設けることで、回転冷却体から成長し
たシリコンシートを容易に剥離することができる。ま
た、剥離されたシリコンシートは、ガイドローラーによ
り搬出され、チャンバー外に出されることになる。この
ようにして作製されたシリコンシートは、マイクロカッ
ターやＹＡＧレーザーなどを用いて所望の大きさ（長
さ）に切断し、シリコンウエハが完成する。

【０１２７】つぎにシリコンシート製造装置の概略を図
３４に示す。３６はシリコン融液、３７は坩堝、３８は
温度制御用ヒーター、３９は搬送用ガイドローラー、４
０はシリコンシートである。このシリコンシート製造装
置は、密閉性の良好なチャンバー内に設置されており、
真空排気後に不活性ガスでガス置換を行う。このガス
は、Ａｒ、Ｈｅなどが挙げられるが、コストを考慮する
とＡｒがより好ましい。また、チャンバー内には、シリ
コン融液温度を厳密に制御するため、複数のヒーターを
設置することが好ましい。このことは、シリコン融液の
温度を厳密に調節することで、より再現性よくシリコン
シートを得ることが可能となるためである。シリコン融
液の温度は、シリコンの融点温度（約１４２０℃）以上
であることが好ましい。融点近傍であると、冷却されて
いる回転冷却体が融液に接することで湯面凝固を引き起
こす可能性があるため、融液温度は１４３０℃以上がよ
り好ましい。

【０１２８】さらに、シリコン融液が入った坩堝は昇降
機構がついていることが好ましい。これは、回転冷却体
上でシリコンシートを成長させるため、常に回転冷却体
がシリコン融液に同じ深さに浸漬されていることが必要
とされるためである。また、湯面位置を一定に保つ方法
として、多結晶シリコンインゴットを溶融させる、ある
いは、シリコン粉を順次投入することなどが挙げられる
が、特に方法は限定されない。ただし、できるだけシリ
コン湯面を乱さないようにすることが好ましい。

【０１２９】

【実施例】（実施例１）ここでは、シートの作製方法の
一実施例を示すが、本発明の範囲は、これにより限定さ
れない。本実施例では、シリコンのシートの作製を行っ
た。

【０１３０】比抵抗が２Ω・ｃｍになるようにボロンの
濃度を調整したシリコン原料を、高純度カーボン製坩堝
に保護された石英製坩堝内に入れ、その坩堝を図３０に
示すようなチャンバー内に固定した。

【０１３１】チャンバー内の真空引きを行い、２×１０
^-5ｔｏｒｒ以下まで減圧する。その後、チャンバー内に
Ａｒガスを導入し、常圧まで戻し、その後は常に２Ｌ／
ｍｉｎでチャンバー上部よりＡｒガスをフローしたまま
にする。

【０１３２】つぎに、シリコン溶解用のヒーター温度を
１５００℃に設定し、完全にシリコンを溶融状態にす
る。このときシリコン原料は溶解することで液面が低く
なることから、追加投入管により、新たにシリコン原料
を投入することで、湯面位置を所定の位置にあわせる。
その後、シリコン融液温度を１４３０℃に設定し、３０
分間そのまま保持し、融液温度の安定化をはかる。つぎ
に、回転体を回転させずに、窒素ガス流量７００Ｌ／ｍ
ｉｎで回転体内部に吹き付け、冷却する。

【０１３３】この時用いた基板表面は、図３に示すよう
な凹凸部の凸部が線状の凸部と面状の凸部で構成されて
いる基板を用いた。線状の凸部のピッチは１ｍｍ、面状
の凸部の幅は１ｍｍであり、溝の深さは１ｍｍであり、
基板の外寸は５０ｍｍ×５０ｍｍであった。この時、図
２７に示すような多角柱型の冷却体を用いた。

【０１３４】その後、石英坩堝を徐々に上昇させ、基板
の３ｍｍまで浸漬させた位置まで上昇してきた所で、冷
却体を０．５ｒｐｍで回転させ、シリコンのシートを作
成した。冷却体が１回転する直前に、坩堝台を下降さ
せ、浸漬を中止した。チャンバーが室温と同じ程度ま
で、下がったところでシリコンのシートを取り出した。
この時、得られたシリコンのシートは、基板から容易に
剥離することができた。シリコンのシートは、基板のサ
イズとほぼ一致しており、５０ｍｍ×５０ｍｍであっ
た。得られたシリコンのシートは、ほぼ図１１の形状で
あり、厚い部分で約０．４ｍｍ、薄い部分で約０．２５
ｍｍであった。

【０１３５】つぎに、得られたシリコンのシートを用い
て、太陽電池の作製を行った。得られたシリコンシート
は、硝酸とフッ酸との混合溶液でエッチングおよび洗浄
を行い、その後、水酸化ナトリウムを用いてアルカリエ
ッチングを行った。その後、ＰＯＣｌ₃拡散によりｐ型
基板にｎ層を形成した。シート表面に形成されているＰ
ＳＧ膜をフッ酸で除去した後、太陽電池の受光面側とな
るｎ層上にプラズマＣＶＤを用いてシリコン窒化膜を形
成した。つぎに、太陽電池の裏面側となる面に形成され
ているｎ層を硝酸とフッ酸との混合溶液でエッチング除
去し、ｐ基板を露出させ、その上に裏面電極およびｐ＋
層を同時に形成した。つぎに、受光面側の電極をスクリ
ーン印刷法を用いて形成した。この時、図１４のように
シリコンのシートの平坦部に電極が形成されるようにス
クリーン印刷した。その後、半田ディップを行い、太陽
電池を作製した。作製した太陽電池は、ＡＭ１．５、１
００ｍＷ／ｃｍ²の照射下にてセル特性の測定を行っ
た。測定結果は、短絡電流３０．３（ｍＡ／ｃｍ²）、
開放電圧５９０（ｍＶ）、フィルファクター０．６９、
効率１２．３（％）であった。

【０１３６】（実施例２）多角柱型の冷却体の表面構造
が、図１に示すような線状の凸部でのみ構成されている
こと以外、全て実施例１と同じ方法でシリコンのシート
を作製し、太陽電池の作製も行った。基板の線状の凸部
のピッチは１ｍｍであり、溝の深さは１ｍｍであった。
得られたシート表面には、平坦部が存在しないため、図
１３のように溝と平行になるようにサブ電極を形成し
た。得られたシリコンのシートの形状は図５の形状であ
り、シートの厚みは約０．５ｍｍであり、作製した太陽
電池の測定結果は、短絡電流２８．３（ｍＡ／ｃ
ｍ²）、開放電圧５８０（ｍＶ）、フィルファクター
０．６１、効率１０．０（％）であった。

【０１３７】（実施例３）多角柱型の冷却体の表面構造
が、図２に示すような点状の凸部でのみ構成されている
こと以外、全て実施例１と同じ方法でシリコンのシート
を作製し、太陽電池の作製も行った。基板の点状の凸部
のピッチは、０．１ｍｍであり、溝の深さは０．１ｍｍ
であった。得られたシート表面には、平坦部が存在しな
いため、基板の辺と平行になるように電極を形成した。
得られたシリコンのシートの形状は図８の形状であり、
シートの厚みは、約０．５ｍｍであり、作製した太陽電
池の測定結果は、短絡電流２９．８（ｍＡ／ｃｍ²）、
開放電圧５８７（ｍＶ）、フィルファクター０．６７、
効率１１．７（％）であった。

【０１３８】（実施例４）多角柱型の冷却体の表面構造
が、図４に示すような点状の凸部と面状の凸部で構成さ
れていること以外、全て実施例１と同じ方法でシリコン
のシートを作製し、太陽電池の作製も行った。基板の点
状の凸部のピッチは、１．５ｍｍであり、面状の凸部の
幅は１ｍｍであり、溝の深さは０．５ｍｍであった。得
られたシリコンのシートの形状は図１２の形状であり、
シートの厚みは、約０．３ｍｍであり、作製した太陽電
池の測定結果は、短絡電流３０．４（ｍＡ／ｃｍ²）、
開放電圧５８８（ｍＶ）、フィルファクター０．６９、
効率１２．３（％）であった。

【０１３９】（実施例５）多角柱型の回転体の内部の冷
却ガス流量を１２００Ｌ／ｍｉｎしたこと以外全て実施
例１と同じ方法でシリコンのシートを作製し、太陽電池
の作製も行った。

【０１４０】得られたシリコンシートの形状は、図１１
の形状であり、シートの厚みは、約０．５ｍｍであり、
作製した太陽電池の測定結果は、短絡電流２９．９（ｍ
Ａ／ｃｍ²）、開放電圧５８８（ｍＶ）、フィルファク
ター０．６８、効率１２．０（％）であった。

【０１４１】（実施例６）多角柱型の回転体の内部の冷
却ガス流量を５００Ｌ／ｍｉｎとしたこと以外全て実施
例１と同じ方法でシリコンのシートを作製し、太陽電池
の作製も行った。得られたシリコンシートの形状は、図
１１の形状であり、シートの厚みは、約０．７ｍｍであ
り、作製した太陽電池の測定結果は、短絡電流３０．１
（ｍＡ／ｃｍ²）、開放電圧５９０（ｍＶ）、フィルフ
ァクター０．６８、効率１２．１（％）であった。

【０１４２】（比較例１）多角柱型の回転体の内部の冷
却ガス流量を５０Ｌ／ｍｉｎとしたこと以外全て実施例
１と同じ方法でシリコンのシートを作製した。得られた
シリコンシートの表面形状は、図１１のような形状であ
ったが、多角柱型の回転体からシリコンのシートを剥離
することができなかった。そのため、太陽電池を作製す
ることはできなった。

【０１４３】（比較例２）実施例１と同じ方法でシリコ
ンのシートを作製し、電極を平面形状部でないところに
作製したこと以外全て上述した実施例１と同じ方法で太
陽電池を作製した。得られたシートの厚みは、約０．５
ｍｍであり、作製した太陽電池の測定結果は、短絡電流
２９．１（ｍＡ／ｃｍ²）、開放電圧５８５（ｍＶ）、
フィルファクター０．６４、効率１０．９（％）であっ
た。

【０１４４】（比較例３）多角柱型の冷却体の表面構造
が、凹凸部のない平面でのみ構成されていること以外、
全て実施例１と同じ方法でシリコンのシートを作製し、
太陽電池の作製も行った。得られたシリコンのシート
は、デンドライト成長が主であり、得られたシリコンの
シートの表面形状は不均一であった。作製した太陽電池
の測定結果は、短絡電流２８．３（ｍＡ／ｃｍ²）、開
放電圧５８０（ｍＶ）、フィルファクター０．６５、効
率１０．７（％）であった。

【０１４５】（実施例７）ここでは、シートの作製方法
の一実施例を示すが、本発明の範囲は、これにより限定
されない。本実施例では、シリコンのシートの作製を行
った。比抵抗が０．５Ω・ｃｍになるようにボロンの濃
度を調整したシリコン原料を、高純度カーボン製坩堝に
保護された石英製坩堝内に入れ、その坩堝を図３０に示
すようなチャンバー内に固定した。

【０１４６】チャンバー内の真空引きを行い、２×１０
^-5ｔｏｒｒ以下まで減圧する。その後、チャンバー内に
Ａｒガスを導入し、常圧まで戻し、その後は常に２Ｌ／
ｍｉｎでチャンバー上部よりＡｒガスをフローしたまま
にする。つぎに、シリコン溶解用のヒーター温度を１５
００℃に設定し、完全にシリコンを溶融状態にする。こ
のときシリコン原料は溶解することで液面が低くなるこ
とから、追加投入管により、新たにシリコン原料を投入
することで、湯面位置を所定の位置にあわせる。その
後、シリコン融液温度を１４５０℃に設定し、３０分間
そのまま保持し、融液温度の安定化をはかる。つぎに、
回転体を回転させずに、窒素ガス流量１０００Ｌ／ｍｉ
ｎで回転体内部に吹き付け、冷却する。

【０１４７】この時用いた基板表面は、図４に示すよう
な凹凸部の凸部が線状の凸部と面状の凸部で構成されて
いる表面構造である円筒形の回転体を用いた。点状の凸
部のピッチは２ｍｍ、面状の凸部の幅は１ｍｍであり、
回転体の直径は８００ｍｍであった。

【０１４８】その後、石英坩堝を徐々に上昇させ、基板
の４ｍｍ浸漬させた位置まで上昇してきた所で、冷却体
を５ｒｐｍで回転させ、シリコンのシートを作成した。
冷却体が１回転する直前に、坩堝台を下降させ、浸漬を
中止した。チャンバーが室温と同じ程度まで、下がった
ところでシリコンのシートを取り出した。この時、得ら
れたシリコンのシートは、基板から容易に剥離すること
ができた。シリコンのシートは、５０ｍｍ×５０ｍｍに
切断した。得られたシリコンのシートは、ほぼ図１２の
形状であり、厚い部分で約０．３ｍｍ、薄い部分で約
０．２ｍｍであった。

【０１４９】つぎに、得られたシリコンのシートを用い
て、太陽電池の作製を行った。得られたシリコンシート
は、硝酸とフッ酸との混合溶液でエッチングおよび洗浄
を行い、その後、水酸化ナトリウムを用いてアルカリエ
ッチングを行った。その後、ＰＯＣｌ₃拡散によりｐ型
基板にｎ層を形成した。シート表面に形成されているＰ
ＳＧ膜をフッ酸で除去した後、太陽電池の受光面側とな
るｎ層上にプラズマＣＶＤを用いてシリコン窒化膜を形
成した。つぎに、太陽電池の裏面側となる面に形成され
ているｎ層を硝酸とフッ酸との混合溶液でエッチング除
去し、ｐ基板を露出させ、その上に裏面電極およびｐ＋
層を同時に形成した。つぎに、受光面側の電極をスクリ
ーン印刷法を用いて形成した。その後、半田ディップを
行い、太陽電池を作製した。作製した太陽電池は、ＡＭ
１．５、１００ｍＷ／ｃｍ²の照射下にてセル特性の測
定を行った。測定結果は、短絡電流３０．５（ｍＡ／ｃ
ｍ ²）、開放電圧５８９（ｍＶ）、フィルファクター
０．７０、効率１２．６（％）であった。

【０１５０】（比較例４）円筒形の回転体の回転速度を
１５ｒｐｍにしたこと以外すべて実施例７と同じ方法で
シリコンのシートを作製した。得られたシリコンのシー
トは、完全なシートとして得られず、シートの溝部分に
結晶が成長せず、穴が空いた状態であった。

【０１５１】（実施例８）円筒形の回転体の表面構造
が、図１８に示すような線状の凸部と面状の凸部でのみ
構成されていること以外、全て実施例７と同じ方法でシ
リコンのシートを作製し、太陽電池の作製も行った。基
板の線状の凸部のピッチは２ｍｍ、溝の深さは０．１ｍ
ｍ、面状の凸部の幅は１０ｍｍであった。得られたシリ
コンのシートの形状は図１８の形状であり、シートの厚
みは、約０．４ｍｍであり、作製した太陽電池の測定結
果は、短絡電流２９．８（ｍＡ／ｃｍ²）、開放電圧５
８８（ｍＶ）、フィルファクター０．６８、効率１１．
９（％）であった。

【０１５２】（実施例９）円筒形の回転体の表面構造
が、図１９に示すような点状の凸部と面状の凸部でのみ
構成されていること以外、全て実施例７と同じ方法でシ
リコンのシートを作製し、太陽電池の作製も行った。基
板の線状の凸部のピッチは２ｍｍ、溝の深さは１ｍｍ、
面状の凸部の幅は１０ｍｍであった。得られたシリコン
のシートの形状は図１９の形状であり、シートの厚み
は、約０．４ｍｍであり、作製した太陽電池の測定結果
は、短絡電流２９．９（ｍＡ／ｃｍ²）、開放電圧５８
９（ｍＶ）、フィルファクター０．６７、効率１１．８
（％）であった。

【０１５３】（実施例１０）ここでは、シートの作製方
法の一実施例を示すが、本発明の範囲は、これにより限
定されない。本実施例では、シリコンのシートの作製を
行った。

【０１５４】比抵抗が１Ω・ｃｍになるようにボロンの
濃度を調整したシリコン原料を、高純度カーボン製坩堝
に保護された石英製坩堝内でシリコンを十分に溶融させ
た。つぎに、図２４に示すように、底面部が開口された
角型坩堝を、凹凸部を形成した基板上に設置した。この
時用いた基板の表面は、図３に示すような線状の凸部と
面状の凸部を有する基板を用いた。線状の凸部のピッチ
は２ｍｍ、面状の凸部の幅は２ｍｍ、溝の深さは０．１
ｍｍであった。この時、凹凸基板を冷却ガス流量５００
Ｌ／ｍｉｎで冷却した。その後、角型坩堝内に溶融した
シリコンに注ぎ入れると同時に、坩堝を１ｍ／分の速度
で移動させてシリコンのシートを作製した。得られたシ
ートは、基板サイズとほぼ一致しており、５０ｍｍ×５
０ｍｍであった。得られたシートの厚みは、厚い部分で
約０．３ｍｍ、薄い部分で約０．１５ｍｍであった。

【０１５５】つぎに、得られたシリコンのシートを用い
て、太陽電池の作製を行った。得られたシリコンシート
は、水酸化ナトリウムを用いてアルカリエッチングを行
った。その後、ＰＯＣｌ₃拡散によりｐ型基板にｎ層を
形成した。シート表面に形成されているＰＳＧ膜をフッ
酸で除去した後、太陽電池の受光面側となるｎ層上にＴ
ｉＯ₂膜を形成した。つぎに、太陽電池の裏面側となる
面に形成されているｎ層を硝酸とフッ酸との混合溶液で
エッチング除去し、ｐ基板を露出させ、その上に裏面電
極およびｐ＋層を同時に形成した。つぎに、受光面側の
電極をスクリーン印刷法を用いて形成した。この時、シ
リコンのシートの平坦部に電極が形成されるようにスク
リーン印刷した。その後、半田ディップを行い、太陽電
池を作製した。作製した太陽電池は、ＡＭ１．５、１０
０ｍＷ／ｃｍ²の照射下にてセル特性の測定を行った。
測定結果は、短絡電流２５（ｍＡ／ｃｍ²）、開放電圧
５７１（ｍＶ）、フィルファクター０．６５、効率９．
３（％）であった。

【０１５６】（実施例１１）原材料にニッケルを用いた
こと以外、全て実施例１０と同じ方法でシートを作製し
た。得られたニッケルのシートの形状は図１１の形状で
あり、シートの厚みは約０．４ｍｍであった。

【０１５７】（実施例１２）原材料にアルミニウムを用
い、また図２の基板を用いたこと以外、全て実施例１０
と同じ方法でシートを作製した。点状の凸部のピッチは
１ｍｍ、溝の深さは、０．６ｍｍであった。得られたア
ルミニウムのシートの形状は図８の形状であり、シート
の厚みは、約０．３ｍｍであった。

【０１５８】（実施例１３）ここでは、シリコンシート
の作製方法と太陽電池特性の一実施例を示すが、本発明
の範囲は、これにより限定されない。本実施例では、回
転冷却体表面にＶ字溝を施したものを使用し、回転速度
により成長するシリコンシートの形状の変化を確認する
ことを目的として行った。

【０１５９】高純度シリコン（純度９９．９９９９９９
９９９％）とそのドーパントとしてボロンの入ったマス
ターアロイを準備し、比抵抗が２Ω・ｃｍになるように
ボロンの濃度を調整したシリコン原料を、高純度カーボ
ン製坩堝に保護された石英製坩堝内に入れた。その坩堝
を図３４に示す装置のチャンバー内（チャンバー壁は図
示せず）に固定し、チャンバー内の真空引きを行い、２
×１０^-5ｔｏｒｒ以下まで減圧する。その後、チャンバ
ー内にＡｒガスを導入し、常圧まで戻し、その後は常に
２Ｌ／ｍｉｎでチャンバー上部よりＡｒガスをフローし
たままにする。つぎに、シリコン溶解用のヒーター温度
を１５００℃に設定し、完全にシリコンを溶融状態にす
る。このときシリコン原料は溶解することで液面がかな
り低くなることから、新たにシリコン原料を投入するこ
とで、湯面位置を所定の位置にあわせる。その後、シリ
コン融液温度を１４３０℃に設定し、３０分間そのまま
保持し、温度の安定化をはかる。つぎに、ＳｉＣ膜を１
０μｍ製膜してある回転冷却体を回転させずに、窒素ガ
ス流量７００Ｌ／ｍｉｎで回転冷却体内部に吹き付け冷
却する。この時用いた回転冷却体のＶ字溝のピッチは１
ｍｍ、Ｖ字溝の深さは１ｍｍであった。その後、石英坩
堝を徐々に上昇させ、冷却体のＶ字溝の先端部を３ｍｍ
浸漬させた位置まで上昇してきた所で、回転速度０．５
ｒｐｍ、５ｒｐｍ、１０ｒｐｍで回転させ、シリコンシ
ートを作成した。得られたシリコンシートのシート厚
み、平均粒径を表１に示す。

【０１６０】

【表１】

【０１６１】回転速度の増加にしたがい、シリコンシー
ト厚みは薄くなり、さらに平均粒径も小さくなる。すな
わち、回転冷却体の回転数を制御することで、回転冷却
体上に成長するシリコンシートの厚みを容易に制御する
ことが可能になる。また、得られたシリコンシートの形
状は、回転数が０．５ｒｐｍでは図３３のシリコンシー
トの断面形状を有し、５ｒｐｍ、１０ｒｐｍは図３２の
シリコンシートの断面形状を有していた。

【０１６２】つぎに、得られたシリコンシートを用い
て、図３５の手順に従って太陽電池の作製を行った。得
られたシリコンシートは、硝酸とフッ酸との混合溶液で
エッチングおよび洗浄を行い、その後、水酸化ナトリウ
ムを用いてアルカリエッチングを行った。その後、ＰＯ
Ｃｌ₃拡散によりｐ型基板にｎ層を形成した。基板表面
に形成されているＰＳＧ膜をフッ酸で除去した後、太陽
電池の受光面側となるｎ層上に反射防止膜として酸化チ
タン膜を形成した。つぎに、太陽電池の裏面側となる面
に形成されているｎ層を硝酸とフッ酸との混合溶液でエ
ッチング除去し、ｐ基板を露出させ、その上に裏面電極
およびｐ＋層を同時に形成した。つぎに、受光面側の電
極をスクリーン印刷法を用いて形成した後、半田ディッ
プを行い、太陽電池を作製した。作製した太陽電池は、
ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ²の照射下にてセル特性
の測定を行った。試作した太陽電池のセル特性を表２に
示す。

【０１６３】

【表２】

【０１６４】回転数により、太陽電池の特性の違いはあ
るものの、簡単なセルプロセスにも関わらず、太陽電池
特性を示すことから、安価な太陽電池を提供することが
可能になる。

【０１６５】（実施例１４）ここでは、シリコンシート
の作製方法と太陽電池特性の一実施例を示すが、本発明
の範囲は、これにより限定されない。本実施例では、回
転冷却体表面にＵ字溝を施したものを使用し、冷却ガス
流量により成長するシリコンシートの形状の変化を確認
することを目的として行った。

【０１６６】高純度シリコン（純度９９．９９９９９９
９９９％）とそのドーパントとしてボロンの入ったマス
ターアロイを準備し、比抵抗が３Ω・ｃｍになるように
ボロンの濃度を調整したシリコン原料を、高純度カーボ
ン製坩堝に保護された石英製坩堝内に入れた。その坩堝
を図３４に示す装置のチャンバー内（チャンバー壁は図
示せず）に固定し、チャンバー内の真空引きを行い、２
×１０^-5ｔｏｒｒ以下まで減圧する。その後、チャンバ
ー内にＡｒガスを導入し、常圧まで戻し、その後は常に
５Ｌ／ｍｉｎでチャンバー上部よりＡｒガスをフローし
たままにする。つぎに、シリコン溶解用のヒーター温度
を１５００℃に設定し、完全にシリコンを溶融状態にす
る。このときシリコン原料は溶解することで液面がかな
り低くなることから、新たにシリコン原料を投入するこ
とで、湯面位置を所定の位置にあわせる。その後、シリ
コン融液温度を１４５０℃に設定し、３０分間そのまま
保持し、温度の安定化をはかる。つぎに、ＳｉＣ膜を１
００μｍ製膜してある回転冷却体を回転させずに、窒素
ガス流量１０００Ｌ／ｍｉｎで回転冷却体内部に吹き付
け冷却する。この時用いた回転冷却体のＵ字溝のピッチ
は５ｍｍ、Ｕ字溝の深さは３ｍｍであった。その後、石
英坩堝を徐々に上昇させ、冷却体のＵ字溝の先端部を３
ｍｍ浸漬させた位置まで上昇してきた所で、回転速度
０．５ｒｐｍで回転させ、シリコンシートを作成した。
また、同様の操作で、窒素ガス流量を８００Ｌ／ｍｉ
ｎ、５００Ｌ／ｍｉｎでシリコンシートを作製した。得
られたシリコンシートのシート厚み、平均粒径を表３に
示す。

【０１６７】

【表３】

【０１６８】表に示すように、冷却ガス流量が減るに従
い、シリコンシートの厚みは、減少する傾向であった。
すなわち、冷却ガス流量を制御することで、回転冷却体
上に成長するシリコンシートの厚みを容易に制御するこ
とが可能になる。また、得られたシリコンシートの形状
は、冷却ガス流量が１０００Ｌ／ｍｉｎ、８００Ｌ／ｍ
ｉｎでは図３２のシリコンシートの断面形状を有し、５
００Ｌ／ｍｉｎは図３３のシリコンシートの断面形状を
有していた。

【０１６９】つぎに、得られたシリコンシートを用い
て、図３５の手順に従って太陽電池の作製を行った。得
られたシリコンシートは、硝酸とフッ酸との混合溶液で
エッチングおよび洗浄を行い、その後、水酸化ナトリウ
ムを用いてアルカリエッチングを行った。その後、ＰＳ
Ｇ拡散によりｐ型基板にｎ層を形成した。基板表面に形
成されているＰＳＧ膜をフッ酸で除去した後、太陽電池
の受光面側となるｎ層上に反射防止膜としてシリコン窒
化膜を形成した。つぎに、太陽電池の裏面側となる面に
形成されているｎ層を硝酸とフッ酸との混合溶液でエッ
チング除去し、ｐ基板を露出させ、その上に裏面電極お
よびｐ＋層を同時に形成した。つぎに、受光面側の電極
をスクリーン印刷法を用いて形成した後、半田ディップ
を行い、太陽電池を作製した。作製した太陽電池は、Ａ
Ｍ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ²の照射下にてセル特性の
測定を行った。試作した太陽電池のセル特性を表４に示
す。

【０１７０】

【表４】

【０１７１】冷却ガス流量により太陽電池の特性の違い
はあるものの、簡単なセルプロセスにも関わらず、太陽
電池特性を示すことから、安価な太陽電池を提供するこ
とが可能になる。

【０１７２】（実施例１５）ここでは、シリコンシート
の作製方法と太陽電池特性の一実施例を示すが、本発明
の範囲は、これにより限定されない。本実施例では、回
転冷却体表面にＶ字溝を施したものを使用し、Ｖ字溝の
ピッチの違いにより成長するシリコンシートの形状の変
化を確認することを目的として行った。

【０１７３】高純度シリコン（純度９９．９９９９９９
９９９％）とそのドーパントとしてボロンの入ったマス
ターアロイを準備し、比抵抗が２Ω・ｃｍになるように
ボロンの濃度を調整したシリコン原料を、高純度カーボ
ン製坩堝に保護された石英製坩堝内に入れた。その坩堝
を図３４に示す装置のチャンバー内（チャンバー壁は図
示せず）に固定し、チャンバー内の真空引きを行い、２
×１０^-5ｔｏｒｒ以下まで減圧する。その後、チャンバ
ー内にＡｒガスを導入し、常圧まで戻し、その後は常に
３Ｌ／ｍｉｎでチャンバー上部よりＡｒガスをフローし
たままにする。つぎに、シリコン溶解用のヒーター温度
を１５００℃に設定し、完全にシリコンを溶融状態にす
る。このときシリコン原料は溶解することで液面がかな
り低くなることから、新たにシリコン原料を投入するこ
とで、湯面位置を所定の位置にあわせる。その後、シリ
コン融液温度を１４３５℃に設定し、３０分間そのまま
保持し、温度の安定化をはかる。つぎに、ＳｉＣ膜を２
００μｍ製膜してある回転冷却体を回転させずに、窒素
ガス流量５００Ｌ／ｍｉｎで回転冷却体内部に吹き付け
冷却する。この時用いた回転冷却体のＶ字溝のピッチは
０．０５ｍｍ、Ｖ字溝の深さは１ｍｍであった。その
後、石英坩堝を徐々に上昇させ、冷却体のＶ字溝の先端
部を３ｍｍ浸漬させた位置まで上昇してきた所で、回転
速度１０ｒｐｍで回転させ、シリコンシートを作成し
た。また、同様の操作で回転冷却体のピッチを２ｍｍ、
５ｍｍでシリコンシートを作製した。得られたシリコン
シートのシート厚み、平均粒径を表５に示す。

【０１７４】

【表５】

【０１７５】回転冷却体のピッチの増加にしたがい、平
均粒径も大きくなる。すなわち、回転冷却体表面のピッ
チを制御することで、回転冷却体上に成長するシリコン
シートの結晶粒径を容易に制御することが可能になる。

【０１７６】つぎに、得られたシリコンシートを用い
て、図３５の手順に従って太陽電池の作製を行った。得
られたシリコンシートは酸によるエッチングを行い、基
板洗浄を行った。その後、ＰＯＣｌ₃拡散によりｐ型基
板にｎ層を形成した。基板表面に形成されているＰＳＧ
膜をフッ酸で除去した後、太陽電池の受光面側となるｎ
層上に反射防止膜としてシリコン窒化膜を形成した。つ
ぎに、太陽電池の裏面側となる面に形成されているｎ層
を硝酸とフッ酸との混合溶液でエッチング除去し、ｐ基
板を露出させ、その上に裏面電極およびｐ＋層を同時に
形成した。つぎに、受光面側の電極をスクリーン印刷法
を用いて形成した後、半田ディップを行い、太陽電池を
作製した。作製した太陽電池は、ＡＭ１．５、１００ｍ
Ｗ／ｃｍ²の照射下にてセル特性の測定を行った。試作
した太陽電池のセル特性を表６に示す。

【０１７７】

【表６】

【０１７８】特に、アルカリエッチングを用いなくて
も、太陽電池特性を示すことから、安価なシリコンシー
トを提供することができる。冷却体表面のＶ字溝のピッ
チの違いにより、太陽電池の特性の違いはあるものの、
簡単なセルプロセスにも関わらず、太陽電池特性を示す
ことから、安価な太陽電池を提供することが可能にな
る。

【０１７９】（実施例１６）多角柱型の冷却体の凹凸部
の表面にＢＮ膜とＳｉＣ膜との２層を設けたこと以外、
全て実施例１と同じ方法でシリコンシート作製した。得
られたシートは、剥離性も良好であった。また、得られ
たシートは、ほぼ図１４の形状をしていた。

【０１８０】（比較例５）多角柱型の冷却体の面が凹凸
部を持たず平面であり、その平面にＢＮ膜とＳｉＣ膜と
の２層を設けたこと以外、全て実施例１と同じ方法でシ
リコンシート作製した。得られたシートは、部分的にだ
け剥離することが可能であった。

【０１８１】なお、今回開示された実施の形態および実
施例はすべての点で例示であって制限的なものではない
と考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明
ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の
範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含ま
れることが意図される。

【０１８２】

【発明の効果】以上より明らかなように、凹凸部をもっ
た基板における凸部の先端に、優先的に結晶核を発生・
成長させて、隣り合った先端部から成長してきた結晶が
つながって成長することでシートを形成できるため、所
望の厚みと形状のシートが制御よく、安価に高速に成長
できるようになる。また、さらに以上より明らかなよう
に、回転冷却体の凸部の先端に優先的にシリコンの結晶
核を発生・成長させて、隣り合った先端部から成長して
きた結晶と凹部の谷部上で接触させてシリコンシートを
形成できるので。所望の厚みと結晶粒径のシリコンシー
トが制御性よく、安価に高速成長できるようになる。ま
た、回転冷却体の表面にＳｉＣ膜を被覆すれば、回転冷
却体からシリコンシートへの汚染を抑制することがで
き、高品質なシリコンシートを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の線状の凸部をもった凹凸部を有する
基板の斜視図である。

【図２】 本発明の点状の凸部をもった凹凸部を有する
基板の斜視図である。

【図３】 本発明の線状の凸部と面状の凸部をもった凹
凸部を有する基板の斜視図である。

【図４】 本発明の点状の凸部と面状の凸部をもった凹
凸部を有する基板の斜視図である。

【図５】 本発明の線状の凸部をもった凹凸部を有する
基板とシートの概略斜視図である。

【図６】 本発明の線状の凸部をもった凹凸部を有する
基板とシートの概略斜視図である。

【図７】 本発明の線状の凸部をもった凹凸部を有する
基板とシートの概略斜視図である。

【図８】 本発明の点状の凸部をもった凹凸部を有する
基板とシートの概略斜視図である。

【図９】 本発明の点状の凸部をもった凹凸部を有する
基板とシートの概略斜視図である。

【図１０】 本発明の点状の凸部をもった凹凸部を有す
る基板とシートの概略斜視図である。

【図１１】 本発明の線状と面状の凸部をもった凹凸部
を有する基板とシートの概略斜視図である。

【図１２】 本発明の点状と面状の凸部をもった凹凸部
を有する基板とシートの概略斜視図である。

【図１３】 本発明のシート上に電極を設けた太陽電池
の概略斜視図である。

【図１４】 本発明のシート上に電極を設けた太陽電池
の概略斜視図である。

【図１５】 本発明の線状の凸部と面状の凸部をもった
凹凸部を有する基板の斜視図である。

【図１６】 本発明の線状の凸部と面状の凸部をもった
凹凸部を有する基板の斜視図である。

【図１７】 本発明の線状の凸部と面状の凸部をもった
凹凸部を有する基板の斜視図である。

【図１８】 本発明の線状の凸部と面状の凸部をもった
凹凸部を有する基板とシートの斜視図である。

【図１９】 本発明の点状の凸部と面状の凸部をもった
凹凸部を有する基板とシートの斜視図である。

【図２０】 本発明の線状の凸部と面状の凸部をもった
凹凸部を有する基板とシートの斜視図である。

【図２１】 本発明の線状の凸部と面状の凸部をもった
凹凸部を有する基板とシートの斜視図である。

【図２２】 本発明の線状の凸部と面状の凸部をもった
凹凸部を有する基板とシートの斜視図である。

【図２３】 本発明の線状の凸部と面状の凸部をもった
凹凸部を有する基板とシートの斜視図である。

【図２４】 本発明における横引き法によるシート製造
装置の概略斜視図である。

【図２５】 本発明における回転法によるシート製造装
置の概略斜視図である。

【図２６】 本発明における冷却部を備えたシート製造
装置の断面図である。

【図２７】 本発明における冷却部を備えたシート製造
装置の概略斜視図である。

【図２８】 本発明における冷却部を備えたシート製造
装置の概略斜視図である。

【図２９】 本発明における冷却部を備えたシート製造
装置の概略斜視図である。

【図３０】 本発明におけるシート製造装置の全体構成
を示す断面図である。

【図３１】 本発明における冷却部を備えたシート製造
装置の断面図である。

【図３２】 本発明における作製されたシリコンシート
の断面図と回転冷却体のＶ字溝の断面図である。

【図３３】 本発明における作製されたシリコンシート
の断面図と回転冷却体のＶ字溝の断面図である。

【図３４】 シリコンシート製造装置の概略断面図であ
る。

【図３５】 本発明に係る太陽電池の製造工程を示す図
である。

【図３６】 本発明の線状の凸部と面状の凸部をもった
凹凸部を有する基板の斜視図である。

【符号の説明】

１ 線状の凸部をもった凹凸基板、２ 線状の凸部、３
凹部、４ 点状の凸部、５ 点状の凸部をもった凹凸
基板、６ 面状の凸部、７ 線状の凸部と面状の凸部を
もった基板、８ 点状の凸部と面状の凸部をもった基
板、９ シート、１０ 棒状結晶、１１ 不完全なシー
ト、１２ シート、１３ 略球状結晶、１４ 不完全な
シート、１５ シート、１６ シート、１７ 電極、１
８ 電極、１９ 連続基板、２０ 坩堝、２１ 融液、
２２ 回転体、２３ 凹凸部、２４ノズル、２５ 坩
堝、２６ 坩堝台、２７ ヒーター、２８ 追加投入
管、２９ 断熱材、３０ チャンバー、３１ ガイドロ
ーラー、３２ 回転冷却体、３３ Ｖ字溝の先端部、３
４ Ｖ字溝の谷部、３５ ノズル、３６ シリコン融
液、３７ 坩堝、３８ ヒーター、３９ ガイドローラ
ー、４０ シリコンシート、４１ 線状の凸部と面状の
凸部をもった基板、４２ 線状の凸部と面状の凸部をも
った基板、４３ 線状の凸部と面状の凸部をもった基
板、４４ 線状の凸部と面状の凸部をもった基板、４５
シート、４６ 点状の凸部と面状の凸部をもった基
板、４７ シート、４８ 線状の凸部と面状の凸部をも
った基板、４９シート、５０ 線状の凸部と面状の凸部
をもった基板、５１ シート、５２ 線状の凸部と面状
の凸部をもった基板、５３ シート、５４ 線状の凸部
と面状の凸部をもった基板、５５ シート、５６，５７
冷却体、６０ シート、６１シート、６２ 線状の凸
部と面状の凸部をもった基板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢野 光三郎 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 五十嵐 万人 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 光安 秀美 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 布居 徹 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 5F051 AA03 CB06 GA04 HA07 5F053 AA15 BB04 BB08 DD01 FF01 GG02 HH02 LL05 RR05

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凹凸部を有する基板を冷却し、冷却され
   た前記基板の凹凸部の表面を、金属材料もしくは半導体
   材料のうち少なくともいずれか一方を含有する材料の融
   液に接触させ、前記材料の結晶を凹凸部の表面に成長さ
   せることで、前記材料で形成されたシートを得るシート
   製造方法。
2. 【請求項２】 外周面状に凹凸部を有するとともに前記
   凹凸部を冷却することができる冷却部を有する回転体を
   回転させることにより、冷却された前記凹凸部の表面
   を、金属材料もしくは半導体材料のうち少なくともいず
   れか一方を含有する材料の融液に接触させ、前記材料の
   結晶を凹凸部の表面に成長させることで、前記材料で形
   成されたシートを得るシート製造方法。
3. 【請求項３】 前記凹凸部は、点状の凸部もしくは線状
   の凸部のうち少なくともいずれか一方を有する請求項１
   または２記載のシート製造方法。
4. 【請求項４】 前記凹凸部は、点状の凸部もしくは線状
   の凸部のうち少なくともいずれか一方を有するとともに
   面状の凸部を有する請求項１または２記載のシート製造
   方法。
5. 【請求項５】 前記凹凸部が、炭化珪素、窒化硼素、窒
   化珪素、もしくは、熱分解炭素のうち少なくともいずれ
   か一つの被覆材料で被覆されている請求項１〜４のいず
   れかに記載のシート製造方法。
6. 【請求項６】 前記材料の結晶の成長は、前記凹凸部に
   おける凸部からの成長である請求項１〜５のいずれかに
   記載のシート製造方法。
7. 【請求項７】 凹凸部を有する基板を冷却し、冷却され
   た前記基板の凹凸部の表面を、金属材料もしくは半導体
   材料のうち少なくともいずれか一方を含有する材料の融
   液に接触させ、 前記凹凸部における凸部から前記材料の結晶を前記基板
   の表面上に曲面形状に形成させることにより得られる曲
   面形状部を有する、前記材料で形成されたシート。
8. 【請求項８】 点状の凸部もしくは線状の凸部のうち少
   なくともいずれか一方を有するとともに面状の凸部を有
   する凹凸部を有する基板を冷却し、冷却された前記基板
   の凹凸部の表面を、金属材料もしくは半導体材料のうち
   少なくともいずれか一方を含有する材料の融液に接触さ
   せ、 点状の凸部もしくは線状の凸部から前記材料の結晶を前
   記基板の表面上に曲面形状に形成させるとともに、面状
   の凸部から前記材料の結晶を前記基板の表面上に平面形
   状に形成させることにより得られる、曲面形状部および
   平面形状部を有する、前記材料で形成されたシート。
9. 【請求項９】 外周面状に凹凸部を有するとともに前記
   凹凸部を冷却することができる冷却部を有する回転体
   と、 金属材料もしくは半導体材料のうち少なくともいずれか
   一方を含有する材料の融液が貯溜され、前記回転体を回
   転させることにより、前記凹凸部を前記融液に接触させ
   ることができる坩堝と、を有するシート製造装置。
10. 【請求項１０】 請求項７または８記載のシートに電極
    を形成することで得られる太陽電池。
11. 【請求項１１】 請求項８記載のシートの平面形状部に
    電極を形成することで得られる太陽電池。
12. 【請求項１２】 回転冷却体を回転させてシリコン融液
    から凝固成長させてシリコンシートを製造するシリコン
    シート製造装置において、 上記回転冷却体の表面に凹凸を有し、凸部が点状あるい
    は線状に設けられていることを特徴とするシリコンシー
    ト製造装置。
13. 【請求項１３】 凹部の形状がＶ字溝、またはＵ字溝形
    状であることを特徴とする請求項１２記載のシリコンシ
    ート製造装置。
14. 【請求項１４】 上記回転冷却体の表面がＳｉＣ膜で被
    覆されていることを特徴とする請求項１２記載のシリコ
    ンシート製造装置。
15. 【請求項１５】 Ｖ字溝、またはＵ字溝のピッチが０．
    ０５ｍｍ以上、５ｍｍ以下であることを特徴とする請求
    項１３記載のシリコンシート製造装置。
16. 【請求項１６】 上記凹凸の段差が０．０５ｍｍ以上５
    ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１２記載のシリ
    コンシート製造装置。
17. 【請求項１７】 回転冷却体を回転させてシリコン融液
    から凝固成長させてシリコンシートを製造するシリコン
    シート製造方法において、 点状あるいは線状に設けられた回転冷却体の凸部から凝
    固成長させることを特徴とするシリコンシート製造方
    法。
18. 【請求項１８】 点状の凸部もしくは線状の凸部のうち
    少なくともいずれか一方を有する凹凸部を外周面上に有
    するとともに前記凹凸部を冷却することができる冷却部
    を有する回転体を回転させることにより、冷却された前
    記凹凸部の表面をシリコン融液に接触させ、シリコン結
    晶を凹凸部の表面に成長させることで得られるシリコン
    シートに電極を形成することで得られる太陽電池。