JP2001261322A - シリコンリボン製造装置及びそれによるシリコンリボンを用いた太陽電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄くて均質な厚みのシリコン基板を大量にか
つ安定して低コストで製造することのできるシリコンリ
ボン製造装置を提供する。 【解決手段】 シリコンリボン製造装置には、加熱溶融
部１６と冷却部１７との間に断熱材製仕切壁９を設置し
た。すなわち、容器５の内部に断熱壁６が張りめぐらさ
れ、容器５の内部下方に左右一対の加熱用ヒーター７が
配設されている。ヒーター７どうしの間には角型るつぼ
３が上下移動可能に配設され、るつぼ３内でシリコン４
を含有した原料を溶融させるようになっている。容器５
の上部には、円筒状の回転冷却体１が回転軸２によって
支持されている。仕切壁９は、回転冷却体１が貫入する
ための方形開口９ａを有しており、回転冷却体１の下端
部よりいくぶん上方の位置で、対向する左右の断熱壁６
に固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として太陽電池
などに用いることができるシリコンリボンの製造装置、
及びその製造装置により得られたシリコンリボンを用い
て製造された太陽電池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
シリコンウェーハの作製方法としては、例えば特開平６
−６４９１３号公報に開示されたものが知られている。

【０００３】この方法では、まず、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
リコン材料を溶解用るつぼの中で加熱溶融させてシリコ
ン融液にする。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る。この多結晶イ
ンゴットから太陽電池用の多結晶シリコンウェーハを作
製する際は、そのインゴットをワイヤーソー切断機や内
周刃式切断機などを用いてスライシングすることでウェ
ーハを得る。

【０００４】一方、スライシング工程が不要なシリコン
シートを作製する方法としては、特開平７−２５６６２
４号公報に開示されているようなシリコン板の連続鋳造
方法が知られている。

【０００５】このシリコン板の連続鋳造方法において
は、加熱された鋳型に溶融シリコンを供給しながら、水
平方向から成長支持体となる黒鉛プレートを挿入して、
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
て厚み制御板の下から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冷却
ガスによる冷却によって、シリコン板を連続的に得るこ
とができるような構造になっている。

【０００６】また、最近のシリコンシートの製造方法と
しては、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による方法が知られている。

【０００７】このシリコンリボンの製造装置の主要部分
は、図８に示すように、シリコンの加熱溶解部１６と、
耐熱材で構成された円筒状回転冷却体１を含む冷却部１
７とから構成されている。この回転冷却体１の円筒面の
一部を、上下移動可能なるつぼ３内の溶融シリコン４中
に浸漬し、回転冷却体１を水平回転軸２により回転させ
ながら、回転冷却体１の円筒面に生じた薄いシリコン結
晶層を成長させることによって、溶融シリコンから直
接、シート状のシリコン基板を引き出す。

【０００８】この方法によると、インゴットをワイヤー
ソー切断機などによりスライシングしてウェーハを得
る、従来のシリコンウェーハの製造方法よりも、プロセ
スコスト及び原料費の双方を低減することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】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シン
グ工程が必要になるため、ワイヤーや内周刃の厚み分だ
けスライスロスが生じることになる。このため、全体と
しての原料歩留りが悪くなり、低価格のウェーハを提供
することに限界がある。

【００１０】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、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、低コスト太陽電池用の
３００μｍ以下の厚み制御は困難であると予想される。

【００１１】さらに、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、るつ
ぼと、原料を加熱するためのヒーターと、シリコンを成
長させるための冷却体とが、１つの断熱箱の中に配置さ
れた構造になっている。このため、シリコン固化のため
の、シリコン融液から冷却体への熱移動に加えて、ヒー
ターやるつぼから冷却体の前面への大きな熱の流れを避
けることができないと思われる。このことで、加熱電力
の浪費に加えて、冷却ガスの流量増大、シリコン融液の
凝固や温度分布むら、成長シリコンの形状不安定などの
問題が生じるおそれがある。

【００１２】このように、従来の技術では、太陽電池に
必要な、薄くて均質な厚みのシリコン基板を大量にかつ
安定して低コストで製造することは困難であった。

【００１３】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、薄くて均質な厚みのシリコン基板を大量
にかつ安定して低コストで製造することのできるシリコ
ンリボン製造装置及びそれによるシリコンリボンを用い
た太陽電池を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の１つの観点によ
れば、るつぼ及び加熱用ヒーターを含み、シリコン含有
原料をるつぼに入れてヒーターで加熱溶融させるための
加熱溶融部と、この加熱溶融部の上方に設けられ、略水
平な回転軸及びこの回転軸により回転可能な回転冷却体
を含み、この回転冷却体が加熱溶融部で得られたるつぼ
内溶融シリコンの中に浸漬されるようになる冷却部とを
備え、浸漬された回転冷却体の表面に生成したシリコン
結晶層が回転冷却体の回転により引き出されてシリコン
リボンが製造されるシリコンリボン製造装置において、
加熱溶融部と冷却部との間に、これらを仕切るとともに
回転冷却体貫入用開口を有する断熱材製仕切壁が設けら
れていることを特徴とするシリコンリボン製造装置が提
供される。

【００１５】このシリコンリボン製造装置は、例えばア
ルゴンガス雰囲気にシールされたチャンバー内に設けら
れる。

【００１６】加熱溶融部では、るつぼに入れられたシリ
コン含有原料が加熱用ヒーターにより加熱溶融される。
このるつぼとしては、例えば高密度グラファイトからな
るものが用いられる。ヒーターとしては、例えば高周波
加熱コイルを備えてなるものが用いられる。

【００１７】冷却部は加熱溶融部の上方に設けられてい
る。冷却部には、略水平な回転軸に取り付けられた回転
冷却体が含まれている。この回転冷却体としては、例え
ば熱伝導のよい高密度グラファイトからなるドラムに表
面層を設けるとともに、ドラムの内部に冷却用ガスを流
すようにしたものが用いられる。この回転冷却体は、回
転冷却体の下方への移動あるいはるつぼの上方への移動
により、または両者の接近移動により、そのドラムにお
ける表面層の一部が、加熱溶融部で得られたるつぼ内溶
融シリコンの中に浸漬される。

【００１８】溶融シリコンの中に浸漬された回転冷却体
の表面には、溶融シリコンの冷却によりシリコン結晶層
が生成する。そして、このシリコン結晶層が回転冷却体
の回転により引き出されることで、シリコンリボンが製
造される。

【００１９】シリコン結晶層の最初の引出しは、例えば
次のようにして行われる。回転冷却体の表面−例えばド
ラムの表面層−にあらかじめカーボンネットを巻き付け
るとともに、装置の外部まで同ネットを引き出してお
く。冷却が進み、カーボンネット上に固体シリコンの付
着が始まった時点で回転冷却体の回転を行わせる。そし
て、この回転に同期してカーボンネットを外へ引き出
す。

【００２０】本発明に係るシリコンリボン製造装置は、
加熱溶融部と冷却部との間に断熱材製仕切壁が設けられ
ている。この仕切壁は、加熱溶融部と冷却部とを上下に
仕切ることにより、シリコン融液から冷却体への熱移動
と、ヒーターやるつぼから冷却体の前面への大きな熱移
動とを極力少なくするためのものである。

【００２１】仕切壁には所定箇所に開口が設けられてい
る。この開口は、回転冷却体が加熱溶融部で得られたる
つぼ内溶融シリコンの中に浸漬される際に回転冷却体が
貫入するためのものである。この開口は、仕切壁のうち
の例えば中央部に設けられる。

【００２２】本発明に係るシリコンリボン製造装置によ
れば、加熱溶融部と冷却部との間に、これらを上下に仕
切る仕切壁が設けられているので、このような仕切壁の
ないものに比べて、ヒーターやるつぼから冷却体への熱
移動や、シリコン融液から冷却体への熱移動を少なくす
ることができ、したがって、加熱電力の浪費、冷却ガス
の流量増大、シリコン融液の凝固や温度分布むら、成長
シリコンの形状不安定などの問題を大幅に解消すること
ができる。

【００２３】本発明に係るシリコンリボン製造装置は、
仕切壁が、回転冷却体の上端部から下端部までの範囲内
に設けられているのが好ましい。

【００２４】このように構成されているときには、仕切
壁が回転冷却体の下端部の下方に設けられているものに
比べて、シリコンリボン製造装置の高さを低くすること
ができる。

【００２５】本発明に係るシリコンリボン製造装置は、
前記開口の一部または全部を開放可能に塞ぐ断熱材製閉
塞部材がさらに設けられ、回転冷却体が溶融シリコンの
中に浸漬される際にだけこの閉塞部材の作動により前記
開口が開放されるように構成されているのが好ましい。

【００２６】このように構成されているときには、シリ
コン含有原料の加熱溶融時には閉塞部材により回転冷却
体貫入用開口を閉塞しておくことで、加熱溶融時におけ
るヒーター、るつぼあるいはシリコン融液から冷却体へ
の熱移動をいっそう少なくすることができる。

【００２７】本発明に係るシリコンリボン製造装置は、
るつぼが、上下移動可能に設けられ、仕切壁は、シリコ
ン含有原料が加熱溶融される際には回転冷却体の下方に
位置し回転冷却体が浸漬される際にはその高さの範囲内
に位置するように上下移動可能に設けられており、加熱
溶融の際には前記開口が閉塞部材により塞がれるととも
にるつぼ及び仕切壁が下方へ移動し、浸漬の際には前記
開口が閉塞部材の作動により開放されるとともにるつぼ
及び仕切壁が上方へ移動するように構成されているのが
好ましい。

【００２８】このように構成されているときには、閉塞
部材の作動と、るつぼ及び仕切壁の上下移動とがあいま
って、加熱溶融時におけるヒーター、るつぼあるいはシ
リコン融液から冷却体への熱移動をよりいっそう少なく
することができる。

【００２９】本発明のシリコンリボン製造装置にあって
は、加熱溶融部と冷却部とが、加熱溶融時、浸漬時とも
に必要最小限の回転冷却体貫入用開口以外の箇所で断熱
材製仕切壁により仕切られているので、シリコン融液が
回転冷却体の影響を受けにくい。

【００３０】これに関しては、本発明のシリコンリボン
製造装置を用いて１つの確認実験を行った。すなわち、
シリコンの融点１４３０℃よりも２０℃高い温度で、る
つぼ内のシリコン含有原料を溶融し装置内の温度を一定
にしたときの、シリコン融液の深さ方向の温度分布を、
溶融時に熱電対を挿入することで測定した。その測定結
果を図９に示す。

【００３１】図9からわかるように、本発明のシリコン
リボン製造装置は、加熱溶融部と冷却部とを断熱材製仕
切壁で仕切らない従来の構造に比べて、融液の表面温度
は約１０℃上昇し、湯面内部の温度分布（融液の表面温
度と融液の内部温度との差）も約１５℃から約５℃に改
善された。

【００３２】また、同設定温度におけるヒーター出力
も、従来の構造における約９２％に比べて約８９％まで
低減することができ、加熱溶融のための使用電力を節約
することができた。さらに、回転冷却体もシリコン融液
の影響を受けないため、冷却用ガス量は約１０％低減す
ることができた。

【００３３】本発明の別の観点によれば、本発明の１つ
の観点によるシリコンリボン製造装置によるシリコンリ
ボンを用いて製造された太陽電池が提供される。

【００３４】このような太陽電池にあっては、加熱溶融
部と冷却部とを断熱材製仕切壁で仕切らない従来のシリ
コンリボン製造装置により製造したシリコンリボンを用
いる太陽電池に比べて、表１に示すように、短絡電流密
度、最大電力がともに約１０％増加し、結果的に変換効
率が約１０％向上していることが本発明者による実験か
ら確認された。

【００３５】

【表１】

【００３６】また、このシリコンリボンの断面を観察す
ると、柱状成長により結晶性が向上していることが判明
した。すなわち、従来のシリコンリボン製造装置による
シリコンリボンを用いる太陽電池にあっては、回転冷却
体の表面に成長するシリコン結晶の成長形態はデンドラ
イト成長が主となるため、太陽電池用結晶シリコンに望
まれる柱状成長断面を得ることは難しい。これに対し、
本発明のシリコンリボン製造装置によるシリコンリボン
を用いる太陽電池にあっては、回転冷却体による冷却効
果の向上によって、柱状成長を主とするシリコンリボン
を材料にしているので、太陽電池特性の向上を図ること
ができた。また、シリコンリボン製造時の投入電力を節
約できるため、太陽電池の製造コストを低減することも
できた。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の３つの実施の形態
を図面に基づいて説明する。なお、これらによって本発
明が限定されるものではない。

【００３８】実施の形態１ 図１〜図３に示す実施の形態１に係るシリコンリボン製
造装置は、加熱溶融部１６と冷却部１７との間に断熱材
製仕切壁９を固定状に設置したものである。

【００３９】すなわち、このシリコンリボン製造装置に
あっては、ステンレス鋼で構成した容器５の内部に断熱
壁６が張りめぐらされている。容器５の内部下方には、
高周波加熱コイルを備えてなる左右一対の加熱用ヒータ
ー７が配設されている。ヒーター７どうしの間には、高
密度グラファイトからなる角型るつぼ３が上下移動可能
に配設され、るつぼ３内でシリコン４を含有した原料を
溶融させるようになっている。

【００４０】容器５の上部には、円筒状の回転冷却体１
が水平回転軸２によって支持されている。回転冷却体１
は、熱伝導のよい高密度グラファイトからなるドラムに
表面層を設けるとともに、ドラムの内部に冷却用ガスを
流すようにしたものである。仕切壁９は、回転冷却体１
が貫入するための１つの方形開口９ａを有しており、回
転冷却体１の下部がその開口９ａに貫入するように、回
転冷却体１の下端部よりいくぶん上方の位置で、対向す
る左右の断熱壁６に水平状に固定されている。

【００４１】また、図２及び図3に示すように、仕切壁
９には原料投入口８が設けられ、装置の外側上部からる
つぼ３内へ原料を追加投入できるようにされている。ま
た、断熱壁６に囲まれた装置内部は、アルゴンガス雰囲
気下に維持されるようにシールされている。

【００４２】図３に示すように、回転冷却体１は、その
ドラムの表面層が溶融したシリコン４の融液と接触した
ときに、表面層にシリコン融液が付着し、結晶として成
長することができるように、表面管理及び温度管理がな
されている。また、このシリコンリボン製造装置には、
結晶成長させたシリコンリボン１０を取り出すための搬
送機構が備わっている。

【００４３】仕切壁９は、片面もしくは両面を耐熱板な
どで補強したものでもよい。また、仕切壁９の開口９ａ
は、回転冷却体１と重なる部分を考慮して設ける必要が
ある。ただし、シリコンリボン１０を取り出すための搬
送機構によっては、その取出し機能を阻害しないだけの
大きさ及び形状にする必要がある。

【００４４】このように構成されたシリコンリボン製造
装置を次のようにして使用した。まず、図１のように、
シリコン４を含有した原料をるつぼ３に充填し、ヒータ
ー７でこれを加熱溶融させた。次に、るつぼ３を上昇さ
せて、図３のように、回転冷却体１におけるドラムの表
面層の一部を溶融シリコン４の中に浸漬し、回転冷却体
１を回転させながら、回転冷却体１の表面に成長したシ
リコンリボン１０を取り出した。ここで、浸漬処理まで
の間、のぞき穴（図示略）から装置内部の観察を行った
ところ、シリコン４の融液は凝固しないで、シリコンリ
ボン１０が均質な厚み２８０μｍで安定成長することが
できた。

【００４５】実施の形態２ 図４及び図５に示す実施の形態２のシリコンリボン製造
装置には、実施の形態１に係るシリコンリボン製造装置
の構造に加えて、回転冷却体貫入用開口９ａの一部を下
方で開放可能に塞ぐ断熱材製閉塞部材１１と、この閉塞
部材１１を水平移動可能に保持するための黒鉛製保持棒
１２とがさらに設けられている。

【００４６】このシリコンリボン製造装置にあっては、
図４に示すように、シリコン含有原料の加熱溶融時には
保持棒１２により閉塞部材１１を作動させて開口９ａを
閉塞しておく。これにより、加熱溶融時におけるヒータ
ー７、るつぼ３あるいはシリコン４の融液から回転冷却
体１への熱移動をいっそう少なくすることができる。

【００４７】そして、図５に示すように、るつぼ３が上
昇して回転冷却体１が溶融シリコン４の中に浸漬される
際にだけこの閉塞部材１１の作動により開口９ａが開放
される。

【００４８】回転冷却体１におけるドラムの表面層の一
部を溶融シリコン４の中に浸漬し、回転冷却体１を回転
させながら、回転冷却体１の表面に成長したシリコンリ
ボン１０を取り出した。ここで、浸漬処理までの間、の
ぞき穴（図示略）から装置内部の観察を行ったところ、
シリコン４の融液は凝固しないで、シリコンリボン１０
が安定成長することができた。

【００４９】実施の形態３ 図６及び図７に示す実施の形態３のシリコンリボン製造
装置には、実施の形態１に係るシリコンリボン製造装置
とは異なり、加熱溶融部と冷却部とを上下に仕切る可動
式の仕切壁１５が設けられている。

【００５０】すなわち、図６に示すように、回転冷却体
１とるつぼ３・ヒーター（図示略）とを仕切る可動式の
仕切壁１５は、その回転冷却体貫入用開口１５ａがるつ
ぼ３の直上に位置した状態でるつぼ３の上縁に固定され
ており、るつぼ３の昇降に連動するようにされている。

【００５１】また、仕切壁１５の上面には、開口１５ａ
を充分覆う大きさの断熱材製閉塞部材（蓋）１３が水平
摺動可能に配設されている。この蓋１３は黒鉛製の紐な
どの耐熱ロープ１４によって開閉される。

【００５２】シリコン４を含有した原料をるつぼ３に充
填して、蓋１３が閉じられた状態でヒーターにより加熱
し、シリコン４を溶融させる。

【００５３】次いで、図７に示すように、耐熱ロープ１
４を引くことで蓋１３を開き、るつぼ３及びこれに固定
された仕切壁１５を上昇させて、回転冷却体１における
ドラムの表面層の一部を溶融シリコン４の中に浸漬し
た。

【００５４】そして、回転冷却体１を回転させながら、
回転冷却体１の表面に成長したシリコンリボン１０を取
り出した。ここで、浸漬処理までの間、のぞき穴（図示
略）から装置内部の観察を行ったところ、シリコン４の
融液は凝固しないで、シリコンリボン１０が安定成長す
ることができた。

【００５５】従来の実施の形態 図８に示す従来の実施の形態に係るシリコンリボン製造
装置において、まず、シリコン４を充填したるつぼ３を
ヒーター７によって加熱し、シリコン４を溶融させた。

【００５６】次に、るつぼ３を上昇させて、回転冷却体
１の表面の一部を溶融シリコン４の中に浸漬し、回転冷
却体１を回転させながら、その表面に成長したシリコン
リボン１０を取り出した。浸漬処理までの間、のぞき穴
（図示略）から装置内部の観察を行ったところ、シリコ
ン４の融液の表面におけるつぼ３壁付近が、最大２ｃｍ
の幅で凝固していることが確認された。

【００５７】次に、実施の形態１〜３のシリコンリボン
製造装置により得られたシリコンリボンを使用して、太
陽電池セルの製作を行った。

【００５８】これらの太陽電池は、従来のシリコンリボ
ン製造装置により得られたシリコンリボンを使用した太
陽電池に比べて、短絡電力密度、曲線因子が大きく、変
換効率が向上していることが判明した。これは、仕切壁
９・１５による冷却効果の改善によって、シリコンの結
晶成長が柱状成長を主としたものになったためであると
考えられる。

【００５９】これらの結果から、本発明のシリコンリボ
ン製造装置にあっては、従来のシリコンリボン製造装置
に比べ、シリコン融液の凝固を抑制することができ、温
度分布も改善されている。また、同じ条件におけるヒー
ター出力が従来よりも低下していることから、シリコン
溶融に使用する加熱電力を節約することができる。

【００６０】

【発明の効果】請求項１に係るシリコンリボン製造装置
にあっては、るつぼ及び加熱用ヒーターを含み、シリコ
ン含有原料をるつぼに入れてヒーターで加熱溶融させる
ための加熱溶融部と、この加熱溶融部の上方に設けら
れ、略水平な回転軸及びこの回転軸により回転可能な回
転冷却体を含み、この回転冷却体が加熱溶融部で得られ
たるつぼ内溶融シリコンの中に浸漬されるようになる冷
却部とを備え、浸漬された回転冷却体の表面に生成した
シリコン結晶層が回転冷却体の回転により引き出されて
シリコンリボンが製造されるシリコンリボン製造装置に
おいて、加熱溶融部と冷却部との間に、これらを仕切る
とともに回転冷却体貫入用開口を有する断熱材製仕切壁
が設けられている。したがって、このような仕切壁のな
いものに比べて、ヒーターやるつぼから冷却体への熱移
動や、シリコン融液から冷却体への熱移動を少なくする
ことができ、加熱電力の浪費、冷却ガスの流量増大、シ
リコン融液の凝固や温度分布むら、成長シリコンの形状
不安定などの問題を大幅に解消することができる。

【００６１】請求項２に係るシリコンリボン製造装置に
あっては、仕切壁が、回転冷却体の上端部から下端部ま
での範囲内に設けられている。したがって、請求項１に
係るシリコンリボン製造装置が奏する前記効果に加え
て、仕切壁が回転冷却体の下端部の下方に設けられてい
るものに比べて、シリコンリボン製造装置の高さを低く
することができる。

【００６２】請求項３に係るシリコンリボン製造装置に
あっては、前記開口の一部または全部を開放可能に塞ぐ
断熱材製閉塞部材がさらに設けられ、回転冷却体が溶融
シリコンの中に浸漬される際にだけこの閉塞部材の作動
により前記開口が開放されるように構成されている。し
たがって、請求項１または２に係るシリコンリボン製造
装置が奏する前記効果に加えて、シリコン含有原料の加
熱溶融時には閉塞部材により回転冷却体貫入用開口を閉
塞しておくことで、加熱溶融時におけるヒーター、るつ
ぼあるいはシリコン融液から冷却体への熱移動をいっそ
う少なくすることができる。

【００６３】請求項４に係るシリコンリボン製造装置に
あっては、るつぼが、上下移動可能に設けられ、仕切壁
は、シリコン含有原料が加熱溶融される際には回転冷却
体の下方に位置し回転冷却体が浸漬される際にはその高
さの範囲内に位置するように上下移動可能に設けられて
おり、加熱溶融の際には前記開口が閉塞部材により塞が
れるとともにるつぼ及び仕切壁が下方へ移動し、浸漬の
際には前記開口が閉塞部材の作動により開放されるとと
もにるつぼ及び仕切壁が上方へ移動するように構成。し
たがって、請求項３に係るシリコンリボン製造装置が奏
する前記効果に加えて、閉塞部材の作動と、るつぼ及び
仕切壁の上下移動とがあいまって、加熱溶融時における
ヒーター、るつぼあるいはシリコン融液から冷却体への
熱移動をよりいっそう少なくすることができる。

【００６４】請求項５に係る太陽電池にあっては、請求
項１〜４のいずれか１つに記載の製造装置によるシリコ
ンリボンを用いて製造されている。したがって、加熱溶
融部と冷却部とを断熱材製仕切壁で仕切らない従来のシ
リコンリボン製造装置により製造したシリコンリボンを
用いる太陽電池に比べて、短絡電流密度、曲線因子が大
きくなることから、変換効率を向上させつつ、製造コス
トを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係るシリコンリボン製
造装置における原料シリコン溶融時の正面縦断面図であ
る。

【図２】図１のシリコンリボン製造装置における原料シ
リコン溶融時の側面縦断面図である。

【図３】図１のシリコンリボン製造装置における回転冷
却体浸漬時の側面縦断面図である。

【図４】本発明の実施の形態２に係るシリコンリボン製
造装置における原料シリコン溶融時の側面縦断面図であ
る。

【図５】図４のシリコンリボン製造装置における回転冷
却体浸漬時の側面縦断面図である。

【図６】本発明の実施の形態３に係るシリコンリボン製
造装置における原料シリコン溶融時の側面縦断面図であ
る。

【図７】図６のシリコンリボン製造装置における回転冷
却体浸漬時の側面縦断面図である。

【図８】従来のシリコンリボン製造装置における原料シ
リコン溶融時の正面縦断面図である。

【図９】本発明の実施の形態１に係るシリコンリボン製
造装置によりるつぼ内のシリコン含有原料を溶融し装置
内の温度を一定にしたときの、シリコン融液の深さ方向
の温度分布を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 回転冷却体 ２ 回転軸 ３ るつぼ ４ シリコン ５ 容器 ６ 断熱壁 ７ ヒーター ８ 原料投入口 ９ 仕切壁 ９ａ 開口 １０ シリコンリボン １１ 閉塞部材 １２ 保持棒 １３ 閉塞部材（蓋） １４ 耐熱ロープ １５ 仕切壁 １５ａ 開口 １６ 加熱溶融部 １７ 冷却部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 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 谷口 浩 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） 4G072 AA01 BB12 BB20 GG04 NN01 NN30 UU02 5F051 AA03 CB06

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 るつぼ及び加熱用ヒーターを含み、シリ
   コン含有原料をるつぼに入れてヒーターで加熱溶融させ
   るための加熱溶融部と、この加熱溶融部の上方に設けら
   れ、略水平な回転軸及びこの回転軸により回転可能な回
   転冷却体を含み、この回転冷却体が加熱溶融部で得られ
   たるつぼ内溶融シリコンの中に浸漬されるようになる冷
   却部とを備え、浸漬された回転冷却体の表面に生成した
   シリコン結晶層が回転冷却体の回転により引き出されて
   シリコンリボンが製造されるシリコンリボン製造装置に
   おいて、 加熱溶融部と冷却部との間に、これらを仕切るとともに
   回転冷却体貫入用開口を有する断熱材製仕切壁が設けら
   れていることを特徴とするシリコンリボン製造装置。
2. 【請求項２】 仕切壁が、回転冷却体の上端部から下端
   部までの範囲内に設けられている請求項１に記載の製造
   装置。
3. 【請求項３】 前記開口の一部または全部を開放可能に
   塞ぐ断熱材製閉塞部材がさらに設けられ、回転冷却体が
   溶融シリコンの中に浸漬される際にだけこの閉塞部材の
   作動により前記開口が開放されるように構成されている
   請求項１または２に記載の製造装置。
4. 【請求項４】 るつぼが、上下移動可能に設けられ、仕
   切壁は、シリコン含有原料が加熱溶融される際には回転
   冷却体の下方に位置し回転冷却体が浸漬される際にはそ
   の高さの範囲内に位置するように上下移動可能に設けら
   れており、加熱溶融の際には前記開口が閉塞部材により
   塞がれるとともにるつぼ及び仕切壁が下方へ移動し、浸
   漬の際には前記開口が閉塞部材の作動により開放される
   とともにるつぼ及び仕切壁が上方へ移動するように構成
   されている請求項３に記載の製造装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１つに記載の製
   造装置によるシリコンリボンを用いて製造された太陽電
   池。