JP2002057116A - 結晶シートの製造装置及び製造方法 - Google Patents
結晶シートの製造装置及び製造方法Info
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- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 平らな結晶シートを製造できるとともに製造
途中、つまり搬送途中に脱落するのを防止できる。 【解決手段】 冷却手段を有する伝熱体と、この伝熱体
の表面に接触配置され、結晶シートを成長させるための
複数の平坦な基板と、溶融した半導体または金属材料を
収容する坩堝と、前記伝熱体を移動させ、各基板の表面
を前記坩堝内の融液に浸して結晶シートを成長させる伝
熱体駆動手段とを備え、各基板が、表面に結晶シートを
剥離可能に成長させる基板主部と、この基板主部に連な
り、表面に結晶シートを剥離せずに固着可能に成長させ
る基板副部とからなる結晶シートの製造装置。
途中、つまり搬送途中に脱落するのを防止できる。 【解決手段】 冷却手段を有する伝熱体と、この伝熱体
の表面に接触配置され、結晶シートを成長させるための
複数の平坦な基板と、溶融した半導体または金属材料を
収容する坩堝と、前記伝熱体を移動させ、各基板の表面
を前記坩堝内の融液に浸して結晶シートを成長させる伝
熱体駆動手段とを備え、各基板が、表面に結晶シートを
剥離可能に成長させる基板主部と、この基板主部に連な
り、表面に結晶シートを剥離せずに固着可能に成長させ
る基板副部とからなる結晶シートの製造装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、結晶シートの製造
装置及び製造方法に関し、更に詳しくは、半導体または
金属材料の融液から直接引き上げて結晶シートを製造す
る、具体的には、低コストの太陽電池のシリコン基板と
なる結晶シートの製造装置および製造方法に関する。
装置及び製造方法に関し、更に詳しくは、半導体または
金属材料の融液から直接引き上げて結晶シートを製造す
る、具体的には、低コストの太陽電池のシリコン基板と
なる結晶シートの製造装置および製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池の普及を促進するには、コスト
削減が重要であり、特にコストに占める割合の高いシリ
コン基板コストの削減が課題となっている。結晶シリコ
ン基板は、チョコラルスキー法などの結晶引き上げやキ
ャスティング法により作製したインゴットからワイヤー
ソー等によりスライスして製造されているが、スライス
工程はコストがかかり、また、切りしろはシリコン原料
の損失となる。このため、シリコン融液からシート状の
シリコンを直接引き出し、スライス工程を必要としない
シリコンリボン法の開発が注目されている。
削減が重要であり、特にコストに占める割合の高いシリ
コン基板コストの削減が課題となっている。結晶シリコ
ン基板は、チョコラルスキー法などの結晶引き上げやキ
ャスティング法により作製したインゴットからワイヤー
ソー等によりスライスして製造されているが、スライス
工程はコストがかかり、また、切りしろはシリコン原料
の損失となる。このため、シリコン融液からシート状の
シリコンを直接引き出し、スライス工程を必要としない
シリコンリボン法の開発が注目されている。
【０００３】シリコンリボン法のうち、広い凝固界面を
もつ結晶成長法として、図３に示す方法が知られてい
る。すなわち、円筒形状をした回転冷却体３０２の側面
の一部を溶融シリコン３０３に浸漬し、回転冷却体３０
２を回転させながら円筒面に凝固するシリコンリボン３
０１を連続的に引き出すシリコンリボン法が特開昭６１
−２７５１１９号公報に開示されている。
もつ結晶成長法として、図３に示す方法が知られてい
る。すなわち、円筒形状をした回転冷却体３０２の側面
の一部を溶融シリコン３０３に浸漬し、回転冷却体３０
２を回転させながら円筒面に凝固するシリコンリボン３
０１を連続的に引き出すシリコンリボン法が特開昭６１
−２７５１１９号公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、円筒形
状の回転冷却体を利用する方法では、円筒の外側を覆う
ようにシリコンが凝固成長するため、成長したシリコン
は円筒に沿った曲率をもち、曲がった形状となってしま
っていた。このため、太陽電池の基板として使用する際
には、電極のスクリーン印刷、ラミネート、真空チャッ
クなど、基板が平らであることを要求する工程には不向
きであり、また、基板トレーなども平坦な形状を想定し
ているため使用できないという問題があった。また、成
長したシリコンを回転冷却体から剥離しながら連続して
一定方向に（直線的に）引き出すことも考えられるが、
引き出し方向へかける張力に微妙なコントロールが要求
されるうえ、シリコン自体が反っているため、連続して
一定方向に引き出すことが難しいという問題があった。
状の回転冷却体を利用する方法では、円筒の外側を覆う
ようにシリコンが凝固成長するため、成長したシリコン
は円筒に沿った曲率をもち、曲がった形状となってしま
っていた。このため、太陽電池の基板として使用する際
には、電極のスクリーン印刷、ラミネート、真空チャッ
クなど、基板が平らであることを要求する工程には不向
きであり、また、基板トレーなども平坦な形状を想定し
ているため使用できないという問題があった。また、成
長したシリコンを回転冷却体から剥離しながら連続して
一定方向に（直線的に）引き出すことも考えられるが、
引き出し方向へかける張力に微妙なコントロールが要求
されるうえ、シリコン自体が反っているため、連続して
一定方向に引き出すことが難しいという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、冷却手段を有
する伝熱体と、この伝熱体の表面に接触配置され、結晶
シートを成長させるための複数の平坦な基板と、溶融し
た半導体または金属材料を収容する坩堝と、前記伝熱体
を移動させ、各基板の表面を前記坩堝内の融液に浸して
結晶シートを成長させる伝熱体駆動手段とを備え、各基
板が、表面に結晶シートを剥離可能に成長させる基板主
部と、この基板主部に連なり、表面に結晶シートを剥離
せずに固着可能に成長させる基板副部とからなる結晶シ
ートの製造装置を提供する。
する伝熱体と、この伝熱体の表面に接触配置され、結晶
シートを成長させるための複数の平坦な基板と、溶融し
た半導体または金属材料を収容する坩堝と、前記伝熱体
を移動させ、各基板の表面を前記坩堝内の融液に浸して
結晶シートを成長させる伝熱体駆動手段とを備え、各基
板が、表面に結晶シートを剥離可能に成長させる基板主
部と、この基板主部に連なり、表面に結晶シートを剥離
せずに固着可能に成長させる基板副部とからなる結晶シ
ートの製造装置を提供する。
【０００６】すなわち、本発明は、表面に結晶シートを
成長させる冷却体を、冷却手段を有する伝熱体と、その
表面に接触配置された複数の平坦な基板とで構成するこ
とによって、平らな結晶シートを得られるようにすると
共に、各基板を、表面に結晶シートを剥離可能に成長さ
せる基板主部と、このように結晶シートの剥離を前提に
し、自然落下しやすい基板主部に対し、それに連なり、
結晶シートを剥離せずに固着可能に成長させる基板副部
とを組み合わせて構成することによって、冷却体の移動
に伴い成長過程の結晶シートが各基板から自然落下する
のを防止できる。
成長させる冷却体を、冷却手段を有する伝熱体と、その
表面に接触配置された複数の平坦な基板とで構成するこ
とによって、平らな結晶シートを得られるようにすると
共に、各基板を、表面に結晶シートを剥離可能に成長さ
せる基板主部と、このように結晶シートの剥離を前提に
し、自然落下しやすい基板主部に対し、それに連なり、
結晶シートを剥離せずに固着可能に成長させる基板副部
とを組み合わせて構成することによって、冷却体の移動
に伴い成長過程の結晶シートが各基板から自然落下する
のを防止できる。
【０００７】本発明は、別の観点からすれば、特許請求
の範囲の請求項１に記載の結晶シートの製造装置を用い
て各基板主部に成長させた結晶シートを剥離によって得
ることよりなり、前記結晶シートを剥離するに際して、
前記基板主部に成長させた結晶シートを、吸着すること
により基板副部との付根近傍で割る結晶シートの製造方
法を提供できる。
の範囲の請求項１に記載の結晶シートの製造装置を用い
て各基板主部に成長させた結晶シートを剥離によって得
ることよりなり、前記結晶シートを剥離するに際して、
前記基板主部に成長させた結晶シートを、吸着すること
により基板副部との付根近傍で割る結晶シートの製造方
法を提供できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る結晶シートの
製造装置および製造方法の実施の形態を、必要により図
面を用いて説明する。なお、これによって本発明が限定
されるものではない。本発明による結晶シートの製造装
置の基本構成は、上述の通りであるが、本発明の特徴を
さらに具体的に説明すれば、次の通りである。本発明
は、回転機構を有する冷却体と、融液中に浸漬させて結
晶シートを成長させるキャタピラ状に連結した複数の平
坦な基板を有し、融液と取出しチャンバーとの間を順次
移動させることにより、各基板上に結晶シートを連続的
に成長させ、基板ごと加熱室外へ搬送し、取出しチャン
バーで剥離・回収を行う。そして本発明にかかる結晶シ
ートの製造装置は、濡れ性が融液と基板主部の濡れ性よ
りも高い物質で局所的に製膜する基板副部を設けること
により、基板を融液に浸漬したときに、基板副部の表面
は、濡れ性が高く、且つ結晶核が多数存在し、さらに基
板副部の熱容量が小さいため、融液に浸漬した時点で、
基板主部の温度よりも高温となる。従って結晶シートと
基板副部の表面が固着し、それによって加熱室外への搬
送途中で、基板上の結晶シートが脱落することを防止で
きる。また、前記基板副部が基板主部の外周部の外側に
位置することにより、基板主部上より剥離した結晶シー
トは、加工に適した形状とすることが可能となる。
製造装置および製造方法の実施の形態を、必要により図
面を用いて説明する。なお、これによって本発明が限定
されるものではない。本発明による結晶シートの製造装
置の基本構成は、上述の通りであるが、本発明の特徴を
さらに具体的に説明すれば、次の通りである。本発明
は、回転機構を有する冷却体と、融液中に浸漬させて結
晶シートを成長させるキャタピラ状に連結した複数の平
坦な基板を有し、融液と取出しチャンバーとの間を順次
移動させることにより、各基板上に結晶シートを連続的
に成長させ、基板ごと加熱室外へ搬送し、取出しチャン
バーで剥離・回収を行う。そして本発明にかかる結晶シ
ートの製造装置は、濡れ性が融液と基板主部の濡れ性よ
りも高い物質で局所的に製膜する基板副部を設けること
により、基板を融液に浸漬したときに、基板副部の表面
は、濡れ性が高く、且つ結晶核が多数存在し、さらに基
板副部の熱容量が小さいため、融液に浸漬した時点で、
基板主部の温度よりも高温となる。従って結晶シートと
基板副部の表面が固着し、それによって加熱室外への搬
送途中で、基板上の結晶シートが脱落することを防止で
きる。また、前記基板副部が基板主部の外周部の外側に
位置することにより、基板主部上より剥離した結晶シー
トは、加工に適した形状とすることが可能となる。
【０００９】さらに、基板主部を、基板副部と接する部
分でくびれた形状とすることにより、結晶シートを基板
から剥離する時に、そのくびれた部分で確実にカットし
て（割って）剥離でき、結晶シートの歩留まりを向上さ
せることが可能となる。
分でくびれた形状とすることにより、結晶シートを基板
から剥離する時に、そのくびれた部分で確実にカットし
て（割って）剥離でき、結晶シートの歩留まりを向上さ
せることが可能となる。
【００１０】結晶シートを接着させるための基板副部の
表面の面積は、作製された結晶シートの脱落を防止させ
るためには、基板主部の面積に対して０．０４％以上必
要である。それ以下であると結晶シートの自重により、
基板副部の固着力が保持できなくなる虞れがある。もち
ろん、前提として結晶シートのくびれ部分における強度
を確保することが必要で、それを確保できないと、くび
れ部分において結晶シートが割れ、搬送中に脱落してし
まう。また、基板主部の面積に対して必要以上に基板副
部の面積が大きいと、基板副部の熱容量が増大し、融液
への浸漬時点で生じた、基板副部と基板主部の温度差
が、基板副部付近の基板主部温度に影響を及ぼし、基板
主部全体の温度分布の不均一性をもたらす。結晶シート
の厚みは基板主部温度にも依存しており、基板主部全体
の温度分布の不均一性は、作製された結晶シートの厚み
の不均一性に繋がる。そのため基板副部の面積は基板主
部面積に対して５％以下にすることが必要である。
表面の面積は、作製された結晶シートの脱落を防止させ
るためには、基板主部の面積に対して０．０４％以上必
要である。それ以下であると結晶シートの自重により、
基板副部の固着力が保持できなくなる虞れがある。もち
ろん、前提として結晶シートのくびれ部分における強度
を確保することが必要で、それを確保できないと、くび
れ部分において結晶シートが割れ、搬送中に脱落してし
まう。また、基板主部の面積に対して必要以上に基板副
部の面積が大きいと、基板副部の熱容量が増大し、融液
への浸漬時点で生じた、基板副部と基板主部の温度差
が、基板副部付近の基板主部温度に影響を及ぼし、基板
主部全体の温度分布の不均一性をもたらす。結晶シート
の厚みは基板主部温度にも依存しており、基板主部全体
の温度分布の不均一性は、作製された結晶シートの厚み
の不均一性に繋がる。そのため基板副部の面積は基板主
部面積に対して５％以下にすることが必要である。
【００１１】基板副部の製膜物質については、一般に行
われている製膜で、耐熱性があり且つ、濡れ性の良い炭
化珪素、熱分解炭素、ダイヤモンドライクカーボン、窒
化珪素の何れかを用いることにより、製膜に要するコス
トを低く押さえることができる。
われている製膜で、耐熱性があり且つ、濡れ性の良い炭
化珪素、熱分解炭素、ダイヤモンドライクカーボン、窒
化珪素の何れかを用いることにより、製膜に要するコス
トを低く押さえることができる。
【００１２】上記製膜物質の膜厚は、１０μｍ以上とす
ることで製膜が連続性を有し、また、一般的な製膜レー
トが数μｍから２０μｍ程度であるから、２００μｍ以
下で製膜することにより、１日で製膜でき、製膜コスト
を低く抑えることが可能となる。
ることで製膜が連続性を有し、また、一般的な製膜レー
トが数μｍから２０μｍ程度であるから、２００μｍ以
下で製膜することにより、１日で製膜でき、製膜コスト
を低く抑えることが可能となる。
【００１３】基板副部上に固着した結晶シートを残し、
くびれ部分で結晶シートを割って剥離することにより、
基板副部上、すなわち製膜部上に残った結晶シートは、
再度の浸漬時に再融解し、基板上に新たに形成された結
晶シート部と連結するため、再び結晶シートの脱落を防
止することが可能となる。このように連続性を有する方
法を用いることにより、結果的に作製された結晶シート
のコスト低減に寄与する。上記装置により作製された結
晶シートを用いて太陽電池を作製することにより、低価
格な太陽電池システムモジュールを提供することが可能
となる。さて、図1は本発明に係る結晶シートの製造装
置の実施の形態を具体的に示す概略説明図である。図1
において、結晶成長装置は、本体チャンバ１０１の内部
には断熱材１０２で構成した加熱室が設けられ、抵抗加
熱ヒータ１０３により、昇降機構を備えた坩堝台１０４
上の坩堝１０５内の原料１０６を融点以上に加熱できる
ように構成されている。シリコン原料は溶融するとかさ
が減るため、原料投入ポート１０７を設け、原料の追加
投入をおこない湯面高さの調整ができる構造とした。回
転冷却体１０８は角柱型をしており、キャタピラ状に連
結した基板１０９が、回転冷却体１０８と、上方の取出
しチャンバ１１４に設置したローラ１１０との間に掛け
られ、回転冷却体１０８とローラ１１０を同期して回転
することで、各基板１０９は、融液１０６と、取出しチ
ャンバ１１４の間を連続して移動できるように構成され
ている。また、各基板１０９は、成長した結晶シートの
脱落を防止するため、基板副部としての固着部１１１を
有している。本体チャンバ１０１は、扉１１２を閉じた
状態で機密性を保つことができ、本体チャンバ１０１を
Ａｒ置換後は上部扉１１２を開放し、真空チャッキング
１１３により、シリコンシートを回収する構造をとって
いる。なお、本体チャンバ１０１はスリットをＡｒガス
シールすることにより、取出しチャンバ１１４を開放系
にした場合にも外気に対し、不活性ガス雰囲気を保つこ
とができる。
くびれ部分で結晶シートを割って剥離することにより、
基板副部上、すなわち製膜部上に残った結晶シートは、
再度の浸漬時に再融解し、基板上に新たに形成された結
晶シート部と連結するため、再び結晶シートの脱落を防
止することが可能となる。このように連続性を有する方
法を用いることにより、結果的に作製された結晶シート
のコスト低減に寄与する。上記装置により作製された結
晶シートを用いて太陽電池を作製することにより、低価
格な太陽電池システムモジュールを提供することが可能
となる。さて、図1は本発明に係る結晶シートの製造装
置の実施の形態を具体的に示す概略説明図である。図1
において、結晶成長装置は、本体チャンバ１０１の内部
には断熱材１０２で構成した加熱室が設けられ、抵抗加
熱ヒータ１０３により、昇降機構を備えた坩堝台１０４
上の坩堝１０５内の原料１０６を融点以上に加熱できる
ように構成されている。シリコン原料は溶融するとかさ
が減るため、原料投入ポート１０７を設け、原料の追加
投入をおこない湯面高さの調整ができる構造とした。回
転冷却体１０８は角柱型をしており、キャタピラ状に連
結した基板１０９が、回転冷却体１０８と、上方の取出
しチャンバ１１４に設置したローラ１１０との間に掛け
られ、回転冷却体１０８とローラ１１０を同期して回転
することで、各基板１０９は、融液１０６と、取出しチ
ャンバ１１４の間を連続して移動できるように構成され
ている。また、各基板１０９は、成長した結晶シートの
脱落を防止するため、基板副部としての固着部１１１を
有している。本体チャンバ１０１は、扉１１２を閉じた
状態で機密性を保つことができ、本体チャンバ１０１を
Ａｒ置換後は上部扉１１２を開放し、真空チャッキング
１１３により、シリコンシートを回収する構造をとって
いる。なお、本体チャンバ１０１はスリットをＡｒガス
シールすることにより、取出しチャンバ１１４を開放系
にした場合にも外気に対し、不活性ガス雰囲気を保つこ
とができる。
【００１４】図2は、図１の基板を説明する詳細説明斜
視図である。基板１０９の詳細は、図２に示すように、
黒鉛よりなる基板主部２０６と、この基板主部のくびれ
形状部分２０６ａに連ねて、結晶シートの基板副部（固
着部）２０１を持ち、その基板副部の面積は３５ｍｍ2
である。また、基板副部２０１の基層は黒鉛よりなり、
その表面（上層）２０２は炭化珪素により膜厚１００μ
ｍで製膜されている。また耐熱性、潤滑性に優れた黒鉛
製のナット２０３、レール２０４、ボルト２０５で基板
同士が連結されている。ボルト２０５は、基板１０９、
レール２０４の孔に挿入されて可動できる構造となって
いる。連結した基板１０９は、回転冷却体１０８に対
し、キャタピラのように巻き付けることができる。レー
ル及び連結部は、融液面よりも高い位置となるようにし
て、結晶成長後も可動部が固着しないようにする。基板
同士の連結は今回用いた方式の他に、カーボンワイヤー
などの耐熱性のワイヤーで連結しても構わない。
視図である。基板１０９の詳細は、図２に示すように、
黒鉛よりなる基板主部２０６と、この基板主部のくびれ
形状部分２０６ａに連ねて、結晶シートの基板副部（固
着部）２０１を持ち、その基板副部の面積は３５ｍｍ2
である。また、基板副部２０１の基層は黒鉛よりなり、
その表面（上層）２０２は炭化珪素により膜厚１００μ
ｍで製膜されている。また耐熱性、潤滑性に優れた黒鉛
製のナット２０３、レール２０４、ボルト２０５で基板
同士が連結されている。ボルト２０５は、基板１０９、
レール２０４の孔に挿入されて可動できる構造となって
いる。連結した基板１０９は、回転冷却体１０８に対
し、キャタピラのように巻き付けることができる。レー
ル及び連結部は、融液面よりも高い位置となるようにし
て、結晶成長後も可動部が固着しないようにする。基板
同士の連結は今回用いた方式の他に、カーボンワイヤー
などの耐熱性のワイヤーで連結しても構わない。
【００１５】上述の結晶シートの作製装置を用いたシリ
コンシートの製造プロセスの例を以下に記す。チャンバ
内をアルゴン置換後、原料投入ポート１０７から、坩堝
１０５にシリコンを充填しながら、約３時間で融点より
も８５℃高い１５００℃まで昇温し、シリコン原料を完
全溶融させてシリコン湯面を、坩堝１０５上端から１０
mm下の位置になるように保持した。この状態で、設定温
度を下げ、融点よりも３０℃高い一定温度とした。一
方、回転冷却体１０８には窒素ガスを導入して、冷却状
態とした。窒素ガスの代わりに、ヘリウムガス、アルゴ
ンガス等他のガスで冷却することや、構造の工夫次第で
水冷も可能である。
コンシートの製造プロセスの例を以下に記す。チャンバ
内をアルゴン置換後、原料投入ポート１０７から、坩堝
１０５にシリコンを充填しながら、約３時間で融点より
も８５℃高い１５００℃まで昇温し、シリコン原料を完
全溶融させてシリコン湯面を、坩堝１０５上端から１０
mm下の位置になるように保持した。この状態で、設定温
度を下げ、融点よりも３０℃高い一定温度とした。一
方、回転冷却体１０８には窒素ガスを導入して、冷却状
態とした。窒素ガスの代わりに、ヘリウムガス、アルゴ
ンガス等他のガスで冷却することや、構造の工夫次第で
水冷も可能である。
【００１６】温度が安定したところで、冷却ガスを流し
た回転冷却体１０８を１ｒｐｍで回転させ、湯面と基板
の距離が１０ｍｍの位置まで坩堝台１０４を上昇させ、
さらに温度が平衡状態に達するまで待った後、回転冷却
体１０８とローラ１１０を同期回転させ、基板１０９を
順次融液１０６に浸漬して結晶成長を行った。そして基
板がガスシールされたスリットを通過して、取出しチャ
ンバ１０４まで搬送された時に、真空チャッキング１１
３により、基板１０９からシリコンシートを基板副部２
０１に近い基板主部２０６のくびれ部分で割って、順次
剥離・回収した。
た回転冷却体１０８を１ｒｐｍで回転させ、湯面と基板
の距離が１０ｍｍの位置まで坩堝台１０４を上昇させ、
さらに温度が平衡状態に達するまで待った後、回転冷却
体１０８とローラ１１０を同期回転させ、基板１０９を
順次融液１０６に浸漬して結晶成長を行った。そして基
板がガスシールされたスリットを通過して、取出しチャ
ンバ１０４まで搬送された時に、真空チャッキング１１
３により、基板１０９からシリコンシートを基板副部２
０１に近い基板主部２０６のくびれ部分で割って、順次
剥離・回収した。
【００１７】得られたシリコンシートは基板主部（くび
れ部分を除く）の寸法に沿った７０ｍｍ×２５ｍｍ、厚
み０．４ｍｍのサイズで、太陽電池セル基板として用い
ることができた。得られたシリコンシートを、プラズマ
ＣＶＤ法によるＳｉＮ膜、反射防止膜形成を含む多結晶
太陽電池セルプロセスで作製したところ、２×２ｃｍの
セルサイズで変換効率１３％を得た。本実施の形態で
は、基板副部の製膜に炭化珪素を用いたが、熱分解炭
素、ダイヤモンドライクカーボン、窒化珪素を用いても
構わない。以上、述べたように本発明の実施の形態によ
れば、結晶シートを成長させるための基板主部外周上
に、濡れ性が融液と基板主部の濡れ性よりも高い物質で
局所的に製膜されている基板副部を設けることにより、
基板上の結晶シートが搬送途中で脱落することを防止で
きる。また、原料にシリコンを用いることにより、低コ
ストな太陽電池を提供することが可能となる。
れ部分を除く）の寸法に沿った７０ｍｍ×２５ｍｍ、厚
み０．４ｍｍのサイズで、太陽電池セル基板として用い
ることができた。得られたシリコンシートを、プラズマ
ＣＶＤ法によるＳｉＮ膜、反射防止膜形成を含む多結晶
太陽電池セルプロセスで作製したところ、２×２ｃｍの
セルサイズで変換効率１３％を得た。本実施の形態で
は、基板副部の製膜に炭化珪素を用いたが、熱分解炭
素、ダイヤモンドライクカーボン、窒化珪素を用いても
構わない。以上、述べたように本発明の実施の形態によ
れば、結晶シートを成長させるための基板主部外周上
に、濡れ性が融液と基板主部の濡れ性よりも高い物質で
局所的に製膜されている基板副部を設けることにより、
基板上の結晶シートが搬送途中で脱落することを防止で
きる。また、原料にシリコンを用いることにより、低コ
ストな太陽電池を提供することが可能となる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、表面に結晶シートを成
長させる冷却体を、冷却手段を有する伝熱体と、その表
面に接触配置された複数の平坦な基板とで構成すること
によって、平らな結晶シートを得られるようにすると共
に、各基板を、表面に結晶シートを剥離可能に成長させ
る基板主部と、このように結晶シートの剥離を前提に
し、自然落下しやすい基板主部に対し、それに連なり、
結晶シートを剥離せずに固着可能に成長させる基板副部
とを組み合わせて構成することによって、冷却体の移動
に伴い成長過程の結晶シートが各基板から自然落下する
のを防止できる
長させる冷却体を、冷却手段を有する伝熱体と、その表
面に接触配置された複数の平坦な基板とで構成すること
によって、平らな結晶シートを得られるようにすると共
に、各基板を、表面に結晶シートを剥離可能に成長させ
る基板主部と、このように結晶シートの剥離を前提に
し、自然落下しやすい基板主部に対し、それに連なり、
結晶シートを剥離せずに固着可能に成長させる基板副部
とを組み合わせて構成することによって、冷却体の移動
に伴い成長過程の結晶シートが各基板から自然落下する
のを防止できる
【図1】本発明に係わる結晶シートの製造装置の一実施
の形態を示す概略構成説明図である。
の形態を示す概略構成説明図である。
【図２】図１の基板を説明する詳細説明斜視図である。
【図３】キャタピラ搬送方式を用いた、従来装置の概略
構成図である。
構成図である。
１０１ 本体チャンバ １０２ 断熱材 １０３ 抵抗過熱ヒーター １０４ 坩堝台 １０５ 坩堝 １０６ 溶融原料 １０７ 原料投入ポート １０８ 回転冷却体 １０９ 基板 １１０ ローラー １１１ 固着部（基板副部） １１２ 扉 １１３ 真空チャッキング １１４ 取出しチャンバー ２０１ 基板副部（固着部） ２０２ 製膜部分（上層） ２０３ ナット ２０４ レール ２０５ ボルト ２０６ 基板主部
Claims (10)
- 【請求項１】 冷却手段を有する伝熱体と、この伝熱体
の表面に接触配置され、結晶シートを成長させるための
複数の平坦な基板と、溶融した半導体または金属材料を
収容する坩堝と、前記伝熱体を移動させ、各基板の表面
を前記坩堝内の融液に浸して結晶シートを成長させる伝
熱体駆動手段とを備え、 各基板が、表面に結晶シートを剥離可能に成長させる基
板主部と、この基板主部に連なり、表面に結晶シートを
剥離せずに固着可能に成長させる基板副部とからなるこ
とを特徴とする結晶シートの製造装置。 - 【請求項２】 基板副部が、少なくともその表面を、融
液に対し基板主部より高い濡れ性を有する材料で構成し
てなる請求項１に記載の結晶シートの製造装置。 - 【請求項３】 基板副部が、基板主部と同一の材料で一
体に構成された基層と、この基層の上に膜形成され、融
液に対し基板主部より高い濡れ性を有する材料で構成さ
れた上層とからなる請求項２に記載の結晶シートの製造
装置。 - 【請求項４】 融液がシリコンの融液であり、基板主部
と基板副部の基層とが黒鉛又は石英で構成され、基板副
部の上層が、炭化珪素、熱分解炭素、ダイヤモンドライ
クカーボンおよび窒化珪素の何れか一つで構成されてな
る請求項３に記載の結晶シートの製造装置。 - 【請求項５】 基板副部の上層が、その膜厚を１０μｍ
以上、２００μｍ以下としてなる請求項４に記載の結晶
シートの製造装置。 - 【請求項６】 基板副部が、基板主部の側壁から一体に
突出形成されてなる請求項１〜５のいずれか一つに記載
の結晶シートの製造装置。 - 【請求項７】 基板主部が、基板副部との付根近傍にく
びれ部分を有する請求項６に記載の結晶シート製造装
置。 - 【請求項８】 基板副部が、その表面の面積を基板主部
のそれに対して０．０４％以上、５％以下としてなる請
求項６又は７に記載の結晶シートの製造装置。 - 【請求項９】 請求項１に記載の結晶シートの製造装置
を用いて各基板主部に成長させた結晶シートを剥離によ
って得ることよりなり、 前記結晶シートを剥離するに際して、前記基板主部に成
長させた結晶シートを、吸着することにより基板副部と
の付根近傍で割ることを特徴とする結晶シートの製造方
法。 - 【請求項１０】 吸着が真空チャッキングである請求項
９に記載の結晶シートの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000243161A JP2002057116A (ja) | 2000-08-10 | 2000-08-10 | 結晶シートの製造装置及び製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000243161A JP2002057116A (ja) | 2000-08-10 | 2000-08-10 | 結晶シートの製造装置及び製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002057116A true JP2002057116A (ja) | 2002-02-22 |
Family
ID=18734067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000243161A Pending JP2002057116A (ja) | 2000-08-10 | 2000-08-10 | 結晶シートの製造装置及び製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002057116A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003072500A1 (fr) * | 2002-02-26 | 2003-09-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Procede de fabrication de silicium en forme de plaque, substrat pour la fabrication de silicium en forme de plaque, silicium en forme de plaque, cellule solaire utilisant du silicium en forme de plaque et module de cellules solaires |
-
2000
- 2000-08-10 JP JP2000243161A patent/JP2002057116A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003072500A1 (fr) * | 2002-02-26 | 2003-09-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Procede de fabrication de silicium en forme de plaque, substrat pour la fabrication de silicium en forme de plaque, silicium en forme de plaque, cellule solaire utilisant du silicium en forme de plaque et module de cellules solaires |
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