JP2002080295A - 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
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Info
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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- Y—GENERAL 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 平面状シリコンリボンを大量かつ安定的に低
コストで連続生産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は、角型るつぼ
１４、このるつぼ１４に供給されたシリコンを溶融する
ための加熱ヒーター、シリコンリボン生成部になる複数
の平坦面を備えている回転冷却体１１、この回転冷却体
１１を回転可能に支持する回転軸、シリコンリボン１２
を剥離するために衝撃を与える衝撃発生部材１５、剥離
したシリコンリボン１２を装置の外へ搬出する２つの搬
出用樋部材１６、１７で構成されている。
コストで連続生産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は、角型るつぼ
１４、このるつぼ１４に供給されたシリコンを溶融する
ための加熱ヒーター、シリコンリボン生成部になる複数
の平坦面を備えている回転冷却体１１、この回転冷却体
１１を回転可能に支持する回転軸、シリコンリボン１２
を剥離するために衝撃を与える衝撃発生部材１５、剥離
したシリコンリボン１２を装置の外へ搬出する２つの搬
出用樋部材１６、１７で構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として太陽電池
等に用いることができるシリコンリボン製造装置及びそ
のシリコンリボンを用いた太陽電池に関するものであ
る。
等に用いることができるシリコンリボン製造装置及びそ
のシリコンリボンを用いた太陽電池に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、回転冷却体を溶融金属中に浸漬し
て、冷却体表面に生成するシリコンを取り出す方法とし
ては、米国特許第４２３１７５号公報に開示されたシリ
コン精製方法がある。
て、冷却体表面に生成するシリコンを取り出す方法とし
ては、米国特許第４２３１７５号公報に開示されたシリ
コン精製方法がある。
【０００３】この方法によると、回転冷却体の円筒面の
一部を融液中に浸漬し、該冷却体を回転させながら、円
筒面にシリコン凝固殻を成長させ、これを再溶解して液
体シリコンを取り出すことにより、不純物が除去された
シリコン融液を取り出すことができる。
一部を融液中に浸漬し、該冷却体を回転させながら、円
筒面にシリコン凝固殻を成長させ、これを再溶解して液
体シリコンを取り出すことにより、不純物が除去された
シリコン融液を取り出すことができる。
【０００４】また、回転冷却体を溶融シリコン中に浸漬
して、回転冷却体の表面に生成するシリコンリボンを直
接取り出す装置としては、特開平１０−２９８９５号公
報に開示されたシリコンリボン製造装置がある。
して、回転冷却体の表面に生成するシリコンリボンを直
接取り出す装置としては、特開平１０−２９８９５号公
報に開示されたシリコンリボン製造装置がある。
【０００５】このシリコンリボン製造装置の主要部分
は、シリコンの加熱溶解部と、回転冷却体を含む冷却部
とで構成されている。
は、シリコンの加熱溶解部と、回転冷却体を含む冷却部
とで構成されている。
【０００６】図６に、この製造装置によるシリコンリボ
ンの引出方法を示す。すなわち、耐熱材で構成された回
転冷却体６１の円筒面の一部を、上下可動型るつぼ６４
内の溶融シリコン６３中に浸漬し、回転冷却体６１を回
転させながらカーボンネット６５を引き出すことによっ
て、カーボンネット６５に固着されたシリコンリボン６
２を連続的に取り出す。
ンの引出方法を示す。すなわち、耐熱材で構成された回
転冷却体６１の円筒面の一部を、上下可動型るつぼ６４
内の溶融シリコン６３中に浸漬し、回転冷却体６１を回
転させながらカーボンネット６５を引き出すことによっ
て、カーボンネット６５に固着されたシリコンリボン６
２を連続的に取り出す。
【０００７】この方法によると、インゴットをワイヤー
ソー等によりスライスしてウエハを得る従来のシリコン
ウエハの製造法よりも、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。
ソー等によりスライスしてウエハを得る従来のシリコン
ウエハの製造法よりも、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。
【０００８】この方法を改良した発明として、特願平１
１−１８３４６３号に開示された結晶シート製造装置が
ある。
１−１８３４６３号に開示された結晶シート製造装置が
ある。
【０００９】図７に、この製造装置による結晶シートの
引出方法を示す。すなわち、凹凸構造を備えた回転冷却
体７１を、金属あるいは非鉄金属の溶融液７３に凸部７
７のみ浸漬する。すると、凸部７７に結晶核が発生して
成長し、隣り合った凸部から成長した結晶と接触して結
晶シート７２が形成される。
引出方法を示す。すなわち、凹凸構造を備えた回転冷却
体７１を、金属あるいは非鉄金属の溶融液７３に凸部７
７のみ浸漬する。すると、凸部７７に結晶核が発生して
成長し、隣り合った凸部から成長した結晶と接触して結
晶シート７２が形成される。
【００１０】この方法によると、凹部７８は溶融液７３
に浸漬されないため、回転冷却体７１と結晶シート７２
との接着強度が低下し、結晶シート７２は回転冷却体７
１から容易に剥離することができる。また、結晶核を凸
部７７のみで発生するように制御することができ、比較
的大きな結晶粒が得られる。さらに、回転冷却体７１の
凹部７８に先端部が挿入された結晶シート掻取部７５を
備えることによって、結晶シート７２は容易かつ連続的
に回転冷却体７１から掻き取られて剥離する。
に浸漬されないため、回転冷却体７１と結晶シート７２
との接着強度が低下し、結晶シート７２は回転冷却体７
１から容易に剥離することができる。また、結晶核を凸
部７７のみで発生するように制御することができ、比較
的大きな結晶粒が得られる。さらに、回転冷却体７１の
凹部７８に先端部が挿入された結晶シート掻取部７５を
備えることによって、結晶シート７２は容易かつ連続的
に回転冷却体７１から掻き取られて剥離する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】米国特許第４２３１７
５号公報に開示された方法においては、金属を再融解さ
せて液体状態で取り出す必要がある。すなわち、板状金
属を直接取り出すことは不可能であり、再融解した金属
を再結晶化させる必要がある。そのため、この方法をシ
リコンリボンの製造に適用した場合は、溶融、凝固殻生
成、再溶融、再結晶化と多数の過程が必要であり、製造
電力、時間、コストが大きくなる。また、シリコンリボ
ンの連続製造も不可能である。
５号公報に開示された方法においては、金属を再融解さ
せて液体状態で取り出す必要がある。すなわち、板状金
属を直接取り出すことは不可能であり、再融解した金属
を再結晶化させる必要がある。そのため、この方法をシ
リコンリボンの製造に適用した場合は、溶融、凝固殻生
成、再溶融、再結晶化と多数の過程が必要であり、製造
電力、時間、コストが大きくなる。また、シリコンリボ
ンの連続製造も不可能である。
【００１２】特開平１０−２９８９５号公報に開示され
たシリコンリボン製造装置においては、円筒型の回転冷
却体６１上に生成したシリコン凝固殻を、引き出し始め
のカーボンシートで引っ張り、引き伸ばすことにより、
平面状のシリコンリボン６２を引き出すことになる。
たシリコンリボン製造装置においては、円筒型の回転冷
却体６１上に生成したシリコン凝固殻を、引き出し始め
のカーボンシートで引っ張り、引き伸ばすことにより、
平面状のシリコンリボン６２を引き出すことになる。
【００１３】しかし、連続引き出しを行う場合、定常的
にはシリコンリボン６２自体で後続のシリコンリボン６
２を引っ張ることになり、多大な負荷がかかるためにシ
リコンリボン６２が破損しやすい。この場合、引き出し
始めにカーボンシートなどを使用するため、シリコンリ
ボン６２の引き出しを即座に再開することが不可能であ
り、安定的な連続引き出しは困難である。
にはシリコンリボン６２自体で後続のシリコンリボン６
２を引っ張ることになり、多大な負荷がかかるためにシ
リコンリボン６２が破損しやすい。この場合、引き出し
始めにカーボンシートなどを使用するため、シリコンリ
ボン６２の引き出しを即座に再開することが不可能であ
り、安定的な連続引き出しは困難である。
【００１４】また、回転冷却体６１に成長した結晶を引
っ張ることで平面状に引き出すため、シリコンリボン６
２には内部応力が残存してシリコンリボン６２の強度が
低下し、引出過程、徐冷却過程においてシリコンリボン
６２の破損するおそれが高く、安定連続供給は困難であ
り、半導体特性も応力によって低下する。さらに、シリ
コンリボン６２が完全に引き伸ばせない場合はシリコン
リボン６２に湾曲が残り、連続取り出しは不可能であ
り、取り出せたシリコンリボン６２も平面状にはならな
い。
っ張ることで平面状に引き出すため、シリコンリボン６
２には内部応力が残存してシリコンリボン６２の強度が
低下し、引出過程、徐冷却過程においてシリコンリボン
６２の破損するおそれが高く、安定連続供給は困難であ
り、半導体特性も応力によって低下する。さらに、シリ
コンリボン６２が完全に引き伸ばせない場合はシリコン
リボン６２に湾曲が残り、連続取り出しは不可能であ
り、取り出せたシリコンリボン６２も平面状にはならな
い。
【００１５】特願平１１−１８３４６３号に開示された
結晶シート製造装置においては、円筒型回転冷却体７１
上に生成したシリコン凝固殻を取り出すため、平面状シ
リコンリボンを直接引き出すことは不可能であり、また
シリコンリボンが平面でないため、連続引き出しが困難
である。
結晶シート製造装置においては、円筒型回転冷却体７１
上に生成したシリコン凝固殻を取り出すため、平面状シ
リコンリボンを直接引き出すことは不可能であり、また
シリコンリボンが平面でないため、連続引き出しが困難
である。
【００１６】また、掻取部を延長し、掻取部に沿った平
面状の結晶シート７２を引き出す場合においても、結晶
成長は円筒型回転冷却体７１上で行われるため、円筒に
沿った結晶シート７２を平面に引き伸ばす方法となり、
完全に引き伸ばせない場合は結晶シート７２に湾曲が残
り、連続取り出しは不可能であり、取り出せた結晶シー
ト７２も平面状にはならない。
面状の結晶シート７２を引き出す場合においても、結晶
成長は円筒型回転冷却体７１上で行われるため、円筒に
沿った結晶シート７２を平面に引き伸ばす方法となり、
完全に引き伸ばせない場合は結晶シート７２に湾曲が残
り、連続取り出しは不可能であり、取り出せた結晶シー
ト７２も平面状にはならない。
【００１７】さらに、条件により完全に引き伸ばせた場
合でも、結晶シート７２に内部応力が残存するため結晶
シート７２の強度が低下し、引出過程、徐冷却過程にお
いて結晶シート７２が破損するおそれがあり、安定的な
連続供給は困難である。
合でも、結晶シート７２に内部応力が残存するため結晶
シート７２の強度が低下し、引出過程、徐冷却過程にお
いて結晶シート７２が破損するおそれがあり、安定的な
連続供給は困難である。
【００１８】これらの問題点によって、上述した従来の
技術ではいずれも、平面状シリコンリボンを大量かつ安
定的に低コストで連続生産を行うことは困難となってい
る。
技術ではいずれも、平面状シリコンリボンを大量かつ安
定的に低コストで連続生産を行うことは困難となってい
る。
【００１９】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、平面状シリコンリボンを大量かつ安定的
に低コストで連続生産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。
たものであり、平面状シリコンリボンを大量かつ安定的
に低コストで連続生産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。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、溶融シ
リコンを収納するための溶融シリコン収納部と、この溶
融シリコン収納部の上方に回転可能に配設されかつシリ
コンリボンを表面で固化成長させるためのシリコンリボ
ン生成部分を有する回転冷却体とを備えてなるシリコン
リボン製造装置において、回転によって溶融シリコンに
一旦浸漬された後に溶融シリコンから引き上げられた回
転冷却体の表面におけるシリコンリボン生成部分が溶融
シリコンに再び浸漬される前にそのシリコンリボン生成
部分に生成したシリコンリボンを剥離するとともに、剥
離したシリコンリボンを回転冷却体の回転による慣性力
及び／または重力による落下を利用して装置外へ搬出す
るための剥離・搬出機構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。
リコンを収納するための溶融シリコン収納部と、この溶
融シリコン収納部の上方に回転可能に配設されかつシリ
コンリボンを表面で固化成長させるためのシリコンリボ
ン生成部分を有する回転冷却体とを備えてなるシリコン
リボン製造装置において、回転によって溶融シリコンに
一旦浸漬された後に溶融シリコンから引き上げられた回
転冷却体の表面におけるシリコンリボン生成部分が溶融
シリコンに再び浸漬される前にそのシリコンリボン生成
部分に生成したシリコンリボンを剥離するとともに、剥
離したシリコンリボンを回転冷却体の回転による慣性力
及び／または重力による落下を利用して装置外へ搬出す
るための剥離・搬出機構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。
【００２１】本発明の作用について述べる。ステンレス
鋼で構成した装置外壁の内部に断熱材が張りめぐらせて
ある。この内部にヒーターを２ヶ所に配置する。そし
て。その中央部に配置したるつぼ（溶融シリコン収納
部）でシリコンを溶解させる。るつぼの上方には回転軸
によって支持された回転冷却体を配置する。この回転冷
却体の表面を溶融シリコンに浸漬すると、表面にシリコ
ンリボンが生成する。
鋼で構成した装置外壁の内部に断熱材が張りめぐらせて
ある。この内部にヒーターを２ヶ所に配置する。そし
て。その中央部に配置したるつぼ（溶融シリコン収納
部）でシリコンを溶解させる。るつぼの上方には回転軸
によって支持された回転冷却体を配置する。この回転冷
却体の表面を溶融シリコンに浸漬すると、表面にシリコ
ンリボンが生成する。
【００２２】シリコンウエハのような平板状のシリコン
リボンを得るために、回転冷却体表面に平坦面部分を有
する構造は、シリコンをスライスする必要がなく、平板
型シリコンリボンを直接、得ることが可能であり、スラ
イスによる損失がないため、低コスト化に寄与する。
リボンを得るために、回転冷却体表面に平坦面部分を有
する構造は、シリコンをスライスする必要がなく、平板
型シリコンリボンを直接、得ることが可能であり、スラ
イスによる損失がないため、低コスト化に寄与する。
【００２３】図１を用いて、本発明の作用の第１例を示
す。回転冷却体１１のシリコンリボン生成部（平坦面部
分）に生成したシリコンリボン１２は、走査型電子顕微
鏡による剥離面観察によると、回転冷却体表面と固着し
ている領域がシリコンリボン面積に対して５〜１０％で
あることが分かっている。つまり、シリコンリボン１２
はその全体で回転冷却体表面に固着しているわけではな
いため、成長後に適切な衝撃を与えると回転冷却体表面
から容易に剥離することが可能である。
す。回転冷却体１１のシリコンリボン生成部（平坦面部
分）に生成したシリコンリボン１２は、走査型電子顕微
鏡による剥離面観察によると、回転冷却体表面と固着し
ている領域がシリコンリボン面積に対して５〜１０％で
あることが分かっている。つまり、シリコンリボン１２
はその全体で回転冷却体表面に固着しているわけではな
いため、成長後に適切な衝撃を与えると回転冷却体表面
から容易に剥離することが可能である。
【００２４】また、回転冷却体の回転による微小振動や
重力の影響で、外的衝撃を与えなくても、回転冷却体か
ら剥離して落下するシリコンリボンも存在する。
重力の影響で、外的衝撃を与えなくても、回転冷却体か
ら剥離して落下するシリコンリボンも存在する。
【００２５】重力の作用について述べる。回転冷却体１
１はまず、シリコンを成長させる平坦面部を最下点にし
て溶融シリコン１３に浸漬されることで、シリコンリボ
ン１２を回転冷却体１１の表面に成長させることにな
る。この回転冷却体１１が最下点にある位置を０度とす
る。この後、回転冷却体１１は回転し、シリコンリボン
１２は回転冷却体１１とともに回転する。３６０度回転
すると、回転冷却体１１はは再び溶融シリコン１３に浸
漬するため、３６０度回転する前にシリコンリボン１２
を取り出す必要がある。
１はまず、シリコンを成長させる平坦面部を最下点にし
て溶融シリコン１３に浸漬されることで、シリコンリボ
ン１２を回転冷却体１１の表面に成長させることにな
る。この回転冷却体１１が最下点にある位置を０度とす
る。この後、回転冷却体１１は回転し、シリコンリボン
１２は回転冷却体１１とともに回転する。３６０度回転
すると、回転冷却体１１はは再び溶融シリコン１３に浸
漬するため、３６０度回転する前にシリコンリボン１２
を取り出す必要がある。
【００２６】上述したように、回転冷却体１１の回転に
よる微小振動によりシリコンリボン１２が剥離した場合
のうち、０度〜９０度で剥離した場合は、シリコンリボ
ン１２は回転冷却体１１のそのシリコンリボン生成部よ
りも下方に位置するため、重力によってすぐに落下す
る。このシリコンリボン１２を回収する手段として、シ
リコンリボン搬出用樋部材１７を設置する必要がある。
よる微小振動によりシリコンリボン１２が剥離した場合
のうち、０度〜９０度で剥離した場合は、シリコンリボ
ン１２は回転冷却体１１のそのシリコンリボン生成部よ
りも下方に位置するため、重力によってすぐに落下す
る。このシリコンリボン１２を回収する手段として、シ
リコンリボン搬出用樋部材１７を設置する必要がある。
【００２７】また、０度〜１８０度以内で落下しないシ
リコンリボン１２は、回転冷却体１１のシリコンリボン
生成部に載ったまま回転する。特に、回転冷却体１１の
回転による微小振動で剥離しないシリコンリボン１２に
関しては、上述したように、衝撃発生部材１５による衝
撃を与えて剥離する必要がある。シリコンリボン１２を
剥離させ、回転による慣性力及び重力による落下を利用
して取り出すためには、シリコンリボン１２を剥離した
後も、装置外へ搬出するための搬出用樋部材１６を設置
した位置まで、シリコンリボン１２は回転冷却体１１の
上に載った状態で移動する必要がある。
リコンリボン１２は、回転冷却体１１のシリコンリボン
生成部に載ったまま回転する。特に、回転冷却体１１の
回転による微小振動で剥離しないシリコンリボン１２に
関しては、上述したように、衝撃発生部材１５による衝
撃を与えて剥離する必要がある。シリコンリボン１２を
剥離させ、回転による慣性力及び重力による落下を利用
して取り出すためには、シリコンリボン１２を剥離した
後も、装置外へ搬出するための搬出用樋部材１６を設置
した位置まで、シリコンリボン１２は回転冷却体１１の
上に載った状態で移動する必要がある。
【００２８】シリコンリボン１２をシリコンリボン生成
部の０度〜９０度以内（回転冷却体の回転が４分の１周
以下）で、衝撃発生部材１５を用いて剥離させた場合
は、そのシリコンリボン生成部が回転冷却体１１よりも
下方に位置するため、シリコンリボン１２は即座に落下
する。したがって、シリコンリボン１２はシリコンリボ
ン搬出用樋部材１７を用いて取り出すことが可能である
が、この場合は搬出用樋部材１７と衝撃発生部材１５と
が近接する構造となる。
部の０度〜９０度以内（回転冷却体の回転が４分の１周
以下）で、衝撃発生部材１５を用いて剥離させた場合
は、そのシリコンリボン生成部が回転冷却体１１よりも
下方に位置するため、シリコンリボン１２は即座に落下
する。したがって、シリコンリボン１２はシリコンリボ
ン搬出用樋部材１７を用いて取り出すことが可能である
が、この場合は搬出用樋部材１７と衝撃発生部材１５と
が近接する構造となる。
【００２９】９０度〜１８０度で剥離させた場合は、シ
リコンリボン１２は回転冷却体１１に載った状態であ
り、また回転による慣性力の方向と重力の方向とが逆に
なるため、シリコンリボン１２は回転冷却体１１から落
下せずに、回転冷却体１１に載ったまま最上点へ移動す
る。つまり、この場合は最上点１８０度で剥離した場合
と同等の結果となる。
リコンリボン１２は回転冷却体１１に載った状態であ
り、また回転による慣性力の方向と重力の方向とが逆に
なるため、シリコンリボン１２は回転冷却体１１から落
下せずに、回転冷却体１１に載ったまま最上点へ移動す
る。つまり、この場合は最上点１８０度で剥離した場合
と同等の結果となる。
【００３０】１８０度〜２７０度で剥離させた場合は、
シリコンリボン１２と回転冷却体１１表面との静止摩擦
力よりも慣性力、重力が大きいと、その時点でシリコン
リボン１２は回転冷却体１１を離れて落下する。これに
対して、慣性力、重力よりも静止摩擦力が大きいと、シ
リコンリボン１２は、最大２７０度までは回転冷却体１
１に載ったまま移動し、２７０度の時点で静止摩擦係数
の大きさに関わらず真下に落下する。
シリコンリボン１２と回転冷却体１１表面との静止摩擦
力よりも慣性力、重力が大きいと、その時点でシリコン
リボン１２は回転冷却体１１を離れて落下する。これに
対して、慣性力、重力よりも静止摩擦力が大きいと、シ
リコンリボン１２は、最大２７０度までは回転冷却体１
１に載ったまま移動し、２７０度の時点で静止摩擦係数
の大きさに関わらず真下に落下する。
【００３１】つまり、９０度〜２７０度の範囲でシリコ
ンリボン１２に衝撃を与えて剥離した場合、静止摩擦力
と慣性力、重力との関係に関わらず、シリコンリボン１
２は１８０度〜２７０度の範囲で回転冷却体１１から分
離し、落下することがわかる。
ンリボン１２に衝撃を与えて剥離した場合、静止摩擦力
と慣性力、重力との関係に関わらず、シリコンリボン１
２は１８０度〜２７０度の範囲で回転冷却体１１から分
離し、落下することがわかる。
【００３２】２７０度〜３６０度で剥離させた場合は、
０度〜９０度で剥離させた場合と同様に、シリコンリボ
ン１２がそのシリコンリボン生成部よりも下方に位置す
るため、シリコンリボン１２は即座に落下する。したが
って、この場合はシリコンリボン搬出用樋部材１６を剥
離位置の真下に設置する必要があり、また、搬出用樋部
材１６と衝撃発生部材１５とが近接する。
０度〜９０度で剥離させた場合と同様に、シリコンリボ
ン１２がそのシリコンリボン生成部よりも下方に位置す
るため、シリコンリボン１２は即座に落下する。したが
って、この場合はシリコンリボン搬出用樋部材１６を剥
離位置の真下に設置する必要があり、また、搬出用樋部
材１６と衝撃発生部材１５とが近接する。
【００３３】装置構成上は、剥離のために衝撃を与える
衝撃発生装置１５と、落下したシリコンリボンを搬出す
る搬出用樋部材１６とを近接させることは困難であるた
め、衝撃を与えて剥離する位置は９０度〜２７０度の範
囲にすることが望ましい。
衝撃発生装置１５と、落下したシリコンリボンを搬出す
る搬出用樋部材１６とを近接させることは困難であるた
め、衝撃を与えて剥離する位置は９０度〜２７０度の範
囲にすることが望ましい。
【００３４】また、上述の理由から、シリコンリボン搬
出用樋部材１６は、１８０度〜２７０度の範囲における
シリコンリボン１２が回転冷却体１１から分離し落下す
る軌道の下方に設置することが望ましい。
出用樋部材１６は、１８０度〜２７０度の範囲における
シリコンリボン１２が回転冷却体１１から分離し落下す
る軌道の下方に設置することが望ましい。
【００３５】図１は、一方のシリコン搬出用樋部材１７
を６０度の位置で回転冷却体１１に近接するように設置
し、衝撃発生部材１５をその衝撃がシリコンリボン面に
対して垂直方向に与えられるように最上点１８０度の上
方位置に設置し、他方の搬出用樋部材１６を２７０度の
位置で回転冷却体１１に近接するように設置した場合の
例である。
を６０度の位置で回転冷却体１１に近接するように設置
し、衝撃発生部材１５をその衝撃がシリコンリボン面に
対して垂直方向に与えられるように最上点１８０度の上
方位置に設置し、他方の搬出用樋部材１６を２７０度の
位置で回転冷却体１１に近接するように設置した場合の
例である。
【００３６】衝撃発生部材１５については、どのような
手段を用いても構わないが、固体物質をシリコンリボン
１２の表面に適切な力で押し当てる物理的衝撃発生手段
がもっとも簡単である。
手段を用いても構わないが、固体物質をシリコンリボン
１２の表面に適切な力で押し当てる物理的衝撃発生手段
がもっとも簡単である。
【００３７】また、鋭角状剥離部材をシリコンリボンの
進行方向前端側の１辺（回転方向上流側の端部）に接触
させることでシリコンリボンを剥離する方法も、可動部
が存在しない点から有効な手段と考えられる。
進行方向前端側の１辺（回転方向上流側の端部）に接触
させることでシリコンリボンを剥離する方法も、可動部
が存在しない点から有効な手段と考えられる。
【００３８】シリコンリボンの端部に、シリコンリボン
面に対して平行な方向へ衝撃を与える場合、その衝撃力
は、上述のシリコンリボン表面への垂直な衝撃力に対し
て、はるかに小さい力で足りることが容易に予想でき
る。また、シリコンリボンが破壊される衝撃力の上限も
はるかに大きい。ただし、平行方向に衝撃を与える場
合、回転冷却体には接触せずにシリコンリボンにだけ衝
撃を与える必要がある。すなわち、シリコンリボンの板
厚の範囲にのみ接触する必要がある。
面に対して平行な方向へ衝撃を与える場合、その衝撃力
は、上述のシリコンリボン表面への垂直な衝撃力に対し
て、はるかに小さい力で足りることが容易に予想でき
る。また、シリコンリボンが破壊される衝撃力の上限も
はるかに大きい。ただし、平行方向に衝撃を与える場
合、回転冷却体には接触せずにシリコンリボンにだけ衝
撃を与える必要がある。すなわち、シリコンリボンの板
厚の範囲にのみ接触する必要がある。
【００３９】鋭角状剥離部材を用いて平行方向に衝撃を
与える方法としては、回転冷却体の回転を利用する方法
が挙げられる。図２に本発明の作用の第２例を示す。
与える方法としては、回転冷却体の回転を利用する方法
が挙げられる。図２に本発明の作用の第２例を示す。
【００４０】シリコンリボン２２及びシリコンリボン生
成面は平坦な形状であるため、それらの進行方向の前端
（先端）及び後端（末端）の２辺は、他の部位よりも回
転半径が大きい。したがって、下地である回転冷却体２
１の平坦面部の端には接触することなくシリコンリボン
２２の進行方向前端側（回転方向上流側）の１辺２７に
のみ接触してシリコンリボン２２の剥離を促すための鋭
角状剥離部材２５を固定しておけば、その剥離部材２５
によってシリコンリボン２２の剥離が効果的に行われ
る。すなわち、鋭角状剥離部材２５の剥離先端は、シリ
コンリボン２２を生成する回転冷却体２１の平坦面部に
おける進行方向前端側の角が通る最大回転半径の円軌道
と、そこからシリコンリボン２２の厚さ分だけ外側に位
置する円軌道との間に設置する必要がある。
成面は平坦な形状であるため、それらの進行方向の前端
（先端）及び後端（末端）の２辺は、他の部位よりも回
転半径が大きい。したがって、下地である回転冷却体２
１の平坦面部の端には接触することなくシリコンリボン
２２の進行方向前端側（回転方向上流側）の１辺２７に
のみ接触してシリコンリボン２２の剥離を促すための鋭
角状剥離部材２５を固定しておけば、その剥離部材２５
によってシリコンリボン２２の剥離が効果的に行われ
る。すなわち、鋭角状剥離部材２５の剥離先端は、シリ
コンリボン２２を生成する回転冷却体２１の平坦面部に
おける進行方向前端側の角が通る最大回転半径の円軌道
と、そこからシリコンリボン２２の厚さ分だけ外側に位
置する円軌道との間に設置する必要がある。
【００４１】図３に、その鋭角状剥離部材２５とシリコ
ンリボン２２とが接触する直前の状態を示す。鋭角状剥
離部材２５の剥離先端は、シリコンリボン２２を生成す
る回転冷却体２１の平坦面部における進行方向前端側の
角（稜線）３０が通る最大回転半径の円軌道３１よりも
やや外側に設置されている。
ンリボン２２とが接触する直前の状態を示す。鋭角状剥
離部材２５の剥離先端は、シリコンリボン２２を生成す
る回転冷却体２１の平坦面部における進行方向前端側の
角（稜線）３０が通る最大回転半径の円軌道３１よりも
やや外側に設置されている。
【００４２】図３によれば、シリコンリボン２２の進行
方向前端側における１辺２７以外の部位は、軌道３１よ
りも内側を通ることがわかる。この状態から回転が進
み、鋭角状剥離部材２５とシリコンリボン２２とが接触
した直後の状態を図４に示す。
方向前端側における１辺２７以外の部位は、軌道３１よ
りも内側を通ることがわかる。この状態から回転が進
み、鋭角状剥離部材２５とシリコンリボン２２とが接触
した直後の状態を図４に示す。
【００４３】図４において、回転冷却体２１は鋭角状剥
離部材２５とは一切接触しない。シリコンリボン２２
は、その進行方向前端側の１辺のみが鋭角状剥離部材２
５と接触し、回転冷却体２１から剥離してシリコンリボ
ン搬出用樋部材２６へ滑り落ちた後に搬出される構造と
なっている。
離部材２５とは一切接触しない。シリコンリボン２２
は、その進行方向前端側の１辺のみが鋭角状剥離部材２
５と接触し、回転冷却体２１から剥離してシリコンリボ
ン搬出用樋部材２６へ滑り落ちた後に搬出される構造と
なっている。
【００４４】図２におけるシリコンリボン２２の厚さ
は、溶融シリコン２３などの温度条件、回転冷却体２１
の回転数や冷却条件などによって異なるが、通常の太陽
電池用として用いる場合、数１００μｍであるので、鋭
角状剥離部材２５を数１００μｍの精度で設置すること
が可能である。
は、溶融シリコン２３などの温度条件、回転冷却体２１
の回転数や冷却条件などによって異なるが、通常の太陽
電池用として用いる場合、数１００μｍであるので、鋭
角状剥離部材２５を数１００μｍの精度で設置すること
が可能である。
【００４５】また、鋭角状剥離部材２５を設置する位置
に関しては、上述のシリコンリボン２２の表面に衝撃を
与える場合とほぼ同一に検討できる。上述した場合と同
様に最下点を０度とすると、３６０度回転し再び溶融シ
リコン２３に浸漬する前にシリコンリボン２２を取り出
す必要がある。上述した場合と異なる点は、鋭角状剥離
部材２５が固定状設置であるため、剥離後のシリコンリ
ボン２２が、回転冷却体２１に載ったまま移動すること
なく、設置位置に関わらず即座に回転冷却体２１から分
離する点である。
に関しては、上述のシリコンリボン２２の表面に衝撃を
与える場合とほぼ同一に検討できる。上述した場合と同
様に最下点を０度とすると、３６０度回転し再び溶融シ
リコン２３に浸漬する前にシリコンリボン２２を取り出
す必要がある。上述した場合と異なる点は、鋭角状剥離
部材２５が固定状設置であるため、剥離後のシリコンリ
ボン２２が、回転冷却体２１に載ったまま移動すること
なく、設置位置に関わらず即座に回転冷却体２１から分
離する点である。
【００４６】このことから、鋭角状剥離部材２５を０度
〜１８０度に設置した場合は、シリコンリボン２２は、
回転冷却体２１の回転方向と逆方向に反転しながら回転
冷却体２１から分離落下することとなる。このため、シ
リコンシート搬出用樋部材２８にシリコンリボン２２が
滑り落ち、取り出すことが可能である。ただし、剥離位
置と搬出用樋部材２８との距離が大きいほど、落下によ
る衝撃は大きくなる。
〜１８０度に設置した場合は、シリコンリボン２２は、
回転冷却体２１の回転方向と逆方向に反転しながら回転
冷却体２１から分離落下することとなる。このため、シ
リコンシート搬出用樋部材２８にシリコンリボン２２が
滑り落ち、取り出すことが可能である。ただし、剥離位
置と搬出用樋部材２８との距離が大きいほど、落下によ
る衝撃は大きくなる。
【００４７】落下による衝撃緩和と装置簡略化のために
は、剥離のための鋭角状剥離部材２５と搬出用樋部材２
６を近接させるか、もしくは一体化することが望まし
い。鋭角状剥離部材２５を１８０度〜２７０度に設置す
る場合、特に鋭角状剥離部材２５と搬出用樋部材２６と
を一体化して設置する構造においては、シリコンリボン
２２は剥離後、回転冷却体２１から分離してスムーズに
搬出用樋部材２６へ滑り落ちることとなる。また、剥離
のための衝撃を与えるのに際し、回転冷却体２１の回転
以外の特別な可動部材を必要としないため、装置の単純
化に寄与し、また装置の耐久性、メンテナンス性の向上
が可能である。
は、剥離のための鋭角状剥離部材２５と搬出用樋部材２
６を近接させるか、もしくは一体化することが望まし
い。鋭角状剥離部材２５を１８０度〜２７０度に設置す
る場合、特に鋭角状剥離部材２５と搬出用樋部材２６と
を一体化して設置する構造においては、シリコンリボン
２２は剥離後、回転冷却体２１から分離してスムーズに
搬出用樋部材２６へ滑り落ちることとなる。また、剥離
のための衝撃を与えるのに際し、回転冷却体２１の回転
以外の特別な可動部材を必要としないため、装置の単純
化に寄与し、また装置の耐久性、メンテナンス性の向上
が可能である。
【００４８】上述の第１例、第２例ともに、搬出用樋部
材は装置構成の単純化のためにシリコンリボンの自重を
利用して搬出できる構造にすることが望ましい。すなわ
ち、回転動力などによる強制搬送ではなく、搬送用樋部
材を、シリコンリボンが樋部材との摩擦に抗して自重落
下する角度以上に傾斜させ、シリコンリボンが樋部材上
を自重によって滑り落ちて装置外へ搬出されるような構
造にするのが望ましい。
材は装置構成の単純化のためにシリコンリボンの自重を
利用して搬出できる構造にすることが望ましい。すなわ
ち、回転動力などによる強制搬送ではなく、搬送用樋部
材を、シリコンリボンが樋部材との摩擦に抗して自重落
下する角度以上に傾斜させ、シリコンリボンが樋部材上
を自重によって滑り落ちて装置外へ搬出されるような構
造にするのが望ましい。
【００４９】また、ローラーなどの搬出補助部材を付加
することによって、シリコンリボンをより効率的に搬出
することも可能である。
することによって、シリコンリボンをより効率的に搬出
することも可能である。
【００５０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。なお、本発明はこれによって限定されるものでは
ない。
する。なお、本発明はこれによって限定されるものでは
ない。
【００５１】実施例１ 実施例１は、シリコンリボンを生成する回転冷却体の平
坦面及び平面状シリコンリボンに対し、垂直方向から衝
撃を与えてシリコンリボンを剥離する方法に関するもの
である。
坦面及び平面状シリコンリボンに対し、垂直方向から衝
撃を与えてシリコンリボンを剥離する方法に関するもの
である。
【００５２】図１は実施例１に沿ったシリコンリボン製
造装置である。すなわち、このシリコンリボン製造装置
は、角型るつぼ１４、このるつぼ１４に供給されたシリ
コンを溶融するための加熱ヒーター、シリコンリボン生
成部になる複数の平坦面を備えている回転冷却体１１、
この回転冷却体１１を回転可能に支持する回転軸、シリ
コンリボン１２を剥離するために衝撃を与える衝撃発生
部材１５、剥離したシリコンリボン１２を装置の外へ搬
出する２つの搬出用樋部材１６、１７で構成されてい
る。
造装置である。すなわち、このシリコンリボン製造装置
は、角型るつぼ１４、このるつぼ１４に供給されたシリ
コンを溶融するための加熱ヒーター、シリコンリボン生
成部になる複数の平坦面を備えている回転冷却体１１、
この回転冷却体１１を回転可能に支持する回転軸、シリ
コンリボン１２を剥離するために衝撃を与える衝撃発生
部材１５、剥離したシリコンリボン１２を装置の外へ搬
出する２つの搬出用樋部材１６、１７で構成されてい
る。
【００５３】これらの構成要素は、直方体状の装置外壁
及び断熱材の中に収納されている。装置内部は、断熱材
に囲まれて、内部をアルゴンガス雰囲気下で保持するこ
とができるようにシールされている。
及び断熱材の中に収納されている。装置内部は、断熱材
に囲まれて、内部をアルゴンガス雰囲気下で保持するこ
とができるようにシールされている。
【００５４】回転冷却体１１の表面に生成したシリコン
リボン１２のうち、回転冷却体１１の回転による微小振
動で剥離するものは、一方の搬出用樋部材１７によって
搬出される。
リボン１２のうち、回転冷却体１１の回転による微小振
動で剥離するものは、一方の搬出用樋部材１７によって
搬出される。
【００５５】回転冷却体１１の回転による微小振動で剥
離しないシリコンリボン１２を剥離するための衝撃を与
える方法は、規定の衝撃力を回転冷却体の回転に同期さ
せながらすべてのシリコンリボン１２に対して与えるこ
とができる機構であればどのような方法を用いても構わ
ない。
離しないシリコンリボン１２を剥離するための衝撃を与
える方法は、規定の衝撃力を回転冷却体の回転に同期さ
せながらすべてのシリコンリボン１２に対して与えるこ
とができる機構であればどのような方法を用いても構わ
ない。
【００５６】本実施例では、カーボン棒を回転冷却体１
１の真上に吊し、回転冷却体１１の回転と同期させてシ
リコンリボン１２が最上点に到達すると同時にそのカー
ボン棒を落下させて、シリコンリボンすべてに衝撃を与
える機構発生部材１５とした。衝撃をカーボン棒の自重
落下で行うため、衝撃を与える位置は回転冷却体の最下
点を０度としたときの１８０度（最上点）の位置におい
て、シリコンリボン１２表面に垂直方向の衝撃を与える
ことに相当する。
１の真上に吊し、回転冷却体１１の回転と同期させてシ
リコンリボン１２が最上点に到達すると同時にそのカー
ボン棒を落下させて、シリコンリボンすべてに衝撃を与
える機構発生部材１５とした。衝撃をカーボン棒の自重
落下で行うため、衝撃を与える位置は回転冷却体の最下
点を０度としたときの１８０度（最上点）の位置におい
て、シリコンリボン１２表面に垂直方向の衝撃を与える
ことに相当する。
【００５７】ただし、衝撃を与えるためには自重落下で
ある必要はなく、特に回転軸とギアなどで連動した軸を
直進運動に変換することで完全に同期させることも可能
であり、衝撃を与える位置、角度は任意の設置方法をと
ることが可能である。部材の材料に関しては、本実施例
ではカーボン棒としたが、これに限られず、装置内の温
度に耐え、かつシリコンへの汚染の影響が少ない材料で
あればどのようなものでも適用することができる。
ある必要はなく、特に回転軸とギアなどで連動した軸を
直進運動に変換することで完全に同期させることも可能
であり、衝撃を与える位置、角度は任意の設置方法をと
ることが可能である。部材の材料に関しては、本実施例
ではカーボン棒としたが、これに限られず、装置内の温
度に耐え、かつシリコンへの汚染の影響が少ない材料で
あればどのようなものでも適用することができる。
【００５８】特に、カーボンにＳｉＣなどをコートした
部材などのように、シリコンよりも硬い部材により、も
しくはシリコンよりも硬い材料をコートした部材によ
り、耐久性を向上させることも有効であり、カーボン粉
などによる汚染防止の効果も得られる。
部材などのように、シリコンよりも硬い部材により、も
しくはシリコンよりも硬い材料をコートした部材によ
り、耐久性を向上させることも有効であり、カーボン粉
などによる汚染防止の効果も得られる。
【００５９】また、部材の形状も規定の衝撃力を与えら
れる形状であればどのようなものも適用できるが、衝撃
力の１点集中を防ぐためにも鈍角な形状もしくは平坦面
形状などが望まれる。また、衝撃は複数の部材により同
時にシリコンリボン表面内の複数箇所へ与えることで、
衝撃点での衝撃力の集中が緩和できる。
れる形状であればどのようなものも適用できるが、衝撃
力の１点集中を防ぐためにも鈍角な形状もしくは平坦面
形状などが望まれる。また、衝撃は複数の部材により同
時にシリコンリボン表面内の複数箇所へ与えることで、
衝撃点での衝撃力の集中が緩和できる。
【００６０】剥離したシリコンリボン１２を搬出する搬
出用樋部材１６、１７は、シリコンリボン１２が自重に
より滑り落ちる板状の構造で構わないが、シリコンリボ
ン１２の搬出用樋部材１６、１７から横方向への落下を
防ぐために、側部に図５に示すような落下防止用ガイド
５４を設置しても構わない。
出用樋部材１６、１７は、シリコンリボン１２が自重に
より滑り落ちる板状の構造で構わないが、シリコンリボ
ン１２の搬出用樋部材１６、１７から横方向への落下を
防ぐために、側部に図５に示すような落下防止用ガイド
５４を設置しても構わない。
【００６１】また、図５に示すように、シリコンリボン
５２の自重による滑りをより促進するために、搬出補助
部材としてのローラー５３を有する構造が望まれる。
５２の自重による滑りをより促進するために、搬出補助
部材としてのローラー５３を有する構造が望まれる。
【００６２】本実施例では、このようなガイド５４及び
ローラー５３を備えたシリコンリボン搬出用樋部材５１
を、６０度及び２７０度の位置に設置した。樋部材５１
の設置角度（傾斜角度）は、水平に対して３０度下方へ
傾け、シリコンリボン５２が自重で装置外へ搬出される
構造とした。
ローラー５３を備えたシリコンリボン搬出用樋部材５１
を、６０度及び２７０度の位置に設置した。樋部材５１
の設置角度（傾斜角度）は、水平に対して３０度下方へ
傾け、シリコンリボン５２が自重で装置外へ搬出される
構造とした。
【００６３】樋部材５１の設置位置に関しては、装置の
構成や、シリコンリボン５２が回転冷却体１１から分
離、落下する位置などを考慮する必要がある。設置角度
に関しては、搬出用樋部材の材料とシリコンリボン５２
との摩擦などから、シリコンリボン１２が自重により滑
り落ちる条件内に設定する必要がある。
構成や、シリコンリボン５２が回転冷却体１１から分
離、落下する位置などを考慮する必要がある。設置角度
に関しては、搬出用樋部材の材料とシリコンリボン５２
との摩擦などから、シリコンリボン１２が自重により滑
り落ちる条件内に設定する必要がある。
【００６４】搬出用樋部材５１（１６、１７）の表面形
態に関しては、シリコンリボン５２（１２）との摩擦力
を低減するために、なるべく表面が平滑なものを選ぶこ
とが望まれる。この材料としてシリコンリボン１２より
も柔らかいものを選んだ場合は、シリコンリボン１２が
搬出用樋部材１６、１７に滑り落ちた際の衝撃を緩和す
ることができ、シリコンリボン１２の破壊を防止できる
が、耐久性は低下する。ＳｉＣコートのように硬い材料
を選んだ場合でも、設置角度、設置位置を考慮すること
によって、シリコンリボン１２が破壊されない構造をと
ることが可能である。
態に関しては、シリコンリボン５２（１２）との摩擦力
を低減するために、なるべく表面が平滑なものを選ぶこ
とが望まれる。この材料としてシリコンリボン１２より
も柔らかいものを選んだ場合は、シリコンリボン１２が
搬出用樋部材１６、１７に滑り落ちた際の衝撃を緩和す
ることができ、シリコンリボン１２の破壊を防止できる
が、耐久性は低下する。ＳｉＣコートのように硬い材料
を選んだ場合でも、設置角度、設置位置を考慮すること
によって、シリコンリボン１２が破壊されない構造をと
ることが可能である。
【００６５】回転冷却体１１に関しては、シリコンリボ
ン１２を生成する平坦面部以外は溶融シリコン１３に浸
漬しない構造が望まれる。もっとも単純な構造は横断面
形状が多角柱構造であるが、この場合は、隣接する平坦
面どうしが接続しているため隣り合うシリコンリボン１
２どうしが一体化するおそれもある。本実施例では、図
１のように、多角柱の頂点を内側へカットした歯車型回
転冷却体１１を適用した。この構造では、衝撃に関して
も一定時間間隔に連続して衝撃を与える単純構造を適用
できる。
ン１２を生成する平坦面部以外は溶融シリコン１３に浸
漬しない構造が望まれる。もっとも単純な構造は横断面
形状が多角柱構造であるが、この場合は、隣接する平坦
面どうしが接続しているため隣り合うシリコンリボン１
２どうしが一体化するおそれもある。本実施例では、図
１のように、多角柱の頂点を内側へカットした歯車型回
転冷却体１１を適用した。この構造では、衝撃に関して
も一定時間間隔に連続して衝撃を与える単純構造を適用
できる。
【００６６】上述の装置を用いて、固体状シリコンを充
填したるつぼ１４をヒーターによって加熱し、シリコン
を溶融させた。次に、るつぼ１４を上昇させ、図１のよ
うに、回転冷却体１１の平坦面部分を溶融シリコン１３
中に浸漬し、回転冷却体１１を回転させた。
填したるつぼ１４をヒーターによって加熱し、シリコン
を溶融させた。次に、るつぼ１４を上昇させ、図１のよ
うに、回転冷却体１１の平坦面部分を溶融シリコン１３
中に浸漬し、回転冷却体１１を回転させた。
【００６７】すると、歯車型回転冷却体１１の平坦面部
のすべてにシリコンリボン１２が同条件で生成した。衝
撃発生部材１５は、平面状シリコンリボン１２が最上点
で水平になった瞬間に垂直に落下してシリコンリボン１
２に衝撃を与えるように、一定時間間隔で落下、上昇を
繰り返すよう制御した。
のすべてにシリコンリボン１２が同条件で生成した。衝
撃発生部材１５は、平面状シリコンリボン１２が最上点
で水平になった瞬間に垂直に落下してシリコンリボン１
２に衝撃を与えるように、一定時間間隔で落下、上昇を
繰り返すよう制御した。
【００６８】このようにしてシリコンリボン１２を成長
させ、装置の覗き孔から確認したところ、シリコンリボ
ン１２のうちの約３０％は０度〜１８０度で振動により
落下し、一方の搬出用樋部材１７を滑り落ちて装置外へ
搬出、回収することができた。シリコンリボン１２の残
りである約７０％は、すべて最上点で剥離し、続いて回
転冷却体１１から分離して他方の搬出用樋部材１６へ滑
り落ちた後、装置外へ搬出、回収することができた。
させ、装置の覗き孔から確認したところ、シリコンリボ
ン１２のうちの約３０％は０度〜１８０度で振動により
落下し、一方の搬出用樋部材１７を滑り落ちて装置外へ
搬出、回収することができた。シリコンリボン１２の残
りである約７０％は、すべて最上点で剥離し、続いて回
転冷却体１１から分離して他方の搬出用樋部材１６へ滑
り落ちた後、装置外へ搬出、回収することができた。
【００６９】搬出されたシリコンリボン１２は、平滑で
あって厚さが均一であり、平均厚さ約２７０μｍの柱状
シリコンリボンであり、また、安定的に連続成長でき
た。
あって厚さが均一であり、平均厚さ約２７０μｍの柱状
シリコンリボンであり、また、安定的に連続成長でき
た。
【００７０】実施例２ 実施例２は、シリコンリボンを生成する回転冷却体の平
坦面及び平面状シリコンリボンに対して平行な方向から
衝撃を与えてシリコンリボンを剥離する方法に関するも
のである。
坦面及び平面状シリコンリボンに対して平行な方向から
衝撃を与えてシリコンリボンを剥離する方法に関するも
のである。
【００７１】図２は実施例２に沿ったシリコンリボン製
造装置である。このシリコンリボン製造装置は、実施例
１とほぼ同等の構成からなる。実施例１と異なる点は、
平面状シリコンリボン２２の表面に衝撃を与える衝撃発
生部材が削除された点と、回転冷却体２１の最下点０度
に対して２７０度の位置にシリコンリボンを剥離するた
めの鋭角状剥離部材２５が設けられ、この剥離部材２５
が搬出用樋部材２６に一体化されている点である。
造装置である。このシリコンリボン製造装置は、実施例
１とほぼ同等の構成からなる。実施例１と異なる点は、
平面状シリコンリボン２２の表面に衝撃を与える衝撃発
生部材が削除された点と、回転冷却体２１の最下点０度
に対して２７０度の位置にシリコンリボンを剥離するた
めの鋭角状剥離部材２５が設けられ、この剥離部材２５
が搬出用樋部材２６に一体化されている点である。
【００７２】鋭角状剥離部材２５に関して、図３を用い
て説明する。鋭角状剥離部材２５は先端を鋭角加工した
カーボンを使用した。この剥離部材２５は、回転冷却体
２１の最下点０度に対し２７０度の位置における、回転
冷却体平坦面部の角が作る円軌道３１に対する接線と平
行に、かつ、円軌道３１から１００μｍ外側に離れて設
置した。これにより、厚さ１００μｍ以上のシリコンリ
ボン２２は剥離できることとなる。鋭角状剥離部材２５
は、水平に対し３０度傾けた搬出用樋部材２６の先端部
に一体化することにより、装置部材の簡略化を行った。
て説明する。鋭角状剥離部材２５は先端を鋭角加工した
カーボンを使用した。この剥離部材２５は、回転冷却体
２１の最下点０度に対し２７０度の位置における、回転
冷却体平坦面部の角が作る円軌道３１に対する接線と平
行に、かつ、円軌道３１から１００μｍ外側に離れて設
置した。これにより、厚さ１００μｍ以上のシリコンリ
ボン２２は剥離できることとなる。鋭角状剥離部材２５
は、水平に対し３０度傾けた搬出用樋部材２６の先端部
に一体化することにより、装置部材の簡略化を行った。
【００７３】剥離したシリコンリボン２２を搬出する搬
出用樋部材２６、２８は、実施例１と同様に、ガイド５
４、ローラー５３を備えた部材とした。樋部材２６、２
８の設置位置、角度、表面形態、材質に関しても、実施
例１と同様の考察結果が得られる。
出用樋部材２６、２８は、実施例１と同様に、ガイド５
４、ローラー５３を備えた部材とした。樋部材２６、２
８の設置位置、角度、表面形態、材質に関しても、実施
例１と同様の考察結果が得られる。
【００７４】回転冷却体２１に関しても、実施例１と同
様に、多角柱の頂点を内側へカットした歯車型冷却体を
適用した。特に、鋭角状剥離部材２５を使用する場合
は、隣接するシリコンリボン１２どうしが一体化してい
ると、シリコンリボン１２の進行方向前端側の１辺に鋭
角状剥離部材２５を接触させ、平面状シリコンリボン１
２に対して平行方向に衝撃を与えることが困難となるた
め、歯車型冷却体のような構造が望ましいが、回転冷却
体２１と同期して可動する部材が存在しないため、周期
的に連続した構造である必要性は特に存在しない。
様に、多角柱の頂点を内側へカットした歯車型冷却体を
適用した。特に、鋭角状剥離部材２５を使用する場合
は、隣接するシリコンリボン１２どうしが一体化してい
ると、シリコンリボン１２の進行方向前端側の１辺に鋭
角状剥離部材２５を接触させ、平面状シリコンリボン１
２に対して平行方向に衝撃を与えることが困難となるた
め、歯車型冷却体のような構造が望ましいが、回転冷却
体２１と同期して可動する部材が存在しないため、周期
的に連続した構造である必要性は特に存在しない。
【００７５】上述の装置を用いて、固体状シリコンを充
填したるつぼ２４をヒーターによって加熱し、シリコン
を溶融させた。次に、るつぼ２４を上昇させ、図２のよ
うに、歯車型回転冷却体２１の平坦面部分を溶融シリコ
ン２３中に浸漬し、回転冷却体２１を回転させた。する
と、シリコンリボン２２は回転冷却体２１の平坦面部の
すべてに同条件で生成した。
填したるつぼ２４をヒーターによって加熱し、シリコン
を溶融させた。次に、るつぼ２４を上昇させ、図２のよ
うに、歯車型回転冷却体２１の平坦面部分を溶融シリコ
ン２３中に浸漬し、回転冷却体２１を回転させた。する
と、シリコンリボン２２は回転冷却体２１の平坦面部の
すべてに同条件で生成した。
【００７６】このようにしてシリコンリボン２２を成長
させ、覗き孔から確認したところ、シリコンリボン２２
の約３０％は０度〜１８０度で振動により落下し、搬出
用樋部材２８を滑り落ちて装置外へ搬出、回収すること
ができた。シリコンリボン２２の残りである約７０％
は、すべて鋭角状剥離部材２５と接触することで剥離、
分離して搬出用樋部材２６へ落下した後、搬出用樋部材
２６を滑り落ちて装置外へ搬出、回収することができ
た。
させ、覗き孔から確認したところ、シリコンリボン２２
の約３０％は０度〜１８０度で振動により落下し、搬出
用樋部材２８を滑り落ちて装置外へ搬出、回収すること
ができた。シリコンリボン２２の残りである約７０％
は、すべて鋭角状剥離部材２５と接触することで剥離、
分離して搬出用樋部材２６へ落下した後、搬出用樋部材
２６を滑り落ちて装置外へ搬出、回収することができ
た。
【００７７】搬出されたシリコンリボン２２は、実施例
１とまったく同様に、平滑で均一の厚さを有する、平均
厚さ約２７０μｍの柱状シリコンリボンであり、また、
安定的に連続成長できた。
１とまったく同様に、平滑で均一の厚さを有する、平均
厚さ約２７０μｍの柱状シリコンリボンであり、また、
安定的に連続成長できた。
【００７８】実施例３ 実施例３は、従来技術によるシリコンリボン製造方法に
関するものであり、シリコンリボンを生成する回転冷却
体が凹凸構造を備えたシリコンリボン製造装置（比較
例）を用いた。
関するものであり、シリコンリボンを生成する回転冷却
体が凹凸構造を備えたシリコンリボン製造装置（比較
例）を用いた。
【００７９】図７はこの比較例に沿ったシリコンリボン
製造装置を示すものである。図７に示すシリコンリボン
製造装置は、実施例１とほぼ同様の構成からなる。実施
例１と異なる点は、回転冷却体７１が円筒型であり、そ
の円筒表面に凹凸を備えている点、また、凹部７８に先
端部が挿入されたシリコンリボン掻取部７５を備えてい
る点である。
製造装置を示すものである。図７に示すシリコンリボン
製造装置は、実施例１とほぼ同様の構成からなる。実施
例１と異なる点は、回転冷却体７１が円筒型であり、そ
の円筒表面に凹凸を備えている点、また、凹部７８に先
端部が挿入されたシリコンリボン掻取部７５を備えてい
る点である。
【００８０】まず、固体状シリコンを充填したるつぼ７
４をヒーターによって加熱し、シリコンを溶融した。次
に、るつぼ７４を上昇させ、図７のように、回転冷却体
７１の凸部７７のみを溶融シリコン７３中に浸漬し、回
転冷却体７１を回転させた。すると、シリコンリボン７
２は、円筒型冷却体７１の凸部７７のみで結晶核を生成
し、この核を起点にして結晶が成長した。
４をヒーターによって加熱し、シリコンを溶融した。次
に、るつぼ７４を上昇させ、図７のように、回転冷却体
７１の凸部７７のみを溶融シリコン７３中に浸漬し、回
転冷却体７１を回転させた。すると、シリコンリボン７
２は、円筒型冷却体７１の凸部７７のみで結晶核を生成
し、この核を起点にして結晶が成長した。
【００８１】そして、シリコン融液７３は、隣り合う凸
部７７から成長する結晶と接触することによって、凹部
７８には接触せず、回転冷却体７１との間に空洞を持っ
たシリコンリボン７２が生成した。また、凹部７８すな
わちシリコンリボン７２と回転冷却体７１との間の空洞
部に先端部を挿入したシリコンリボン掻取部７５が設置
されているため、シリコンリボン７２は円筒形状から強
制的に平面形状に変化し、シリコンリボン掻取部７５に
沿うように装置外へ搬出された。
部７７から成長する結晶と接触することによって、凹部
７８には接触せず、回転冷却体７１との間に空洞を持っ
たシリコンリボン７２が生成した。また、凹部７８すな
わちシリコンリボン７２と回転冷却体７１との間の空洞
部に先端部を挿入したシリコンリボン掻取部７５が設置
されているため、シリコンリボン７２は円筒形状から強
制的に平面形状に変化し、シリコンリボン掻取部７５に
沿うように装置外へ搬出された。
【００８２】このようにしてシリコンリボン７２を成長
させ、覗き孔から確認したところ、シリコンリボン７２
は数分に一度、掻取部７５に沿う領域で破損した。これ
は、湾曲を完全に引き伸ばせない部分が存在し、シリコ
ンリボン７２の直線的な搬出が阻まれたためである。
させ、覗き孔から確認したところ、シリコンリボン７２
は数分に一度、掻取部７５に沿う領域で破損した。これ
は、湾曲を完全に引き伸ばせない部分が存在し、シリコ
ンリボン７２の直線的な搬出が阻まれたためである。
【００８３】搬出されたシリコンリボン７２は、凸部７
７に相当する部分で厚く、凹部７８に相当する部分で薄
く成長し、平均厚さは凸部で約２５０μｍ、凹部で約２
００μｍであった。
７に相当する部分で厚く、凹部７８に相当する部分で薄
く成長し、平均厚さは凸部で約２５０μｍ、凹部で約２
００μｍであった。
【００８４】実施例４ 実施例１〜３によって製造されたシリコンリボンを用い
て、太陽電池を作製した。作製の手順の一例は、洗浄、
テクスチャエッチング、拡散層形成、酸化膜除去、反射
防止膜形成、バックエッチ、裏面電極形成、受光面電極
形成の工程順であり、一般的な手法である。各工程間は
基本的には自動搬送機構による受け渡しを行った。
て、太陽電池を作製した。作製の手順の一例は、洗浄、
テクスチャエッチング、拡散層形成、酸化膜除去、反射
防止膜形成、バックエッチ、裏面電極形成、受光面電極
形成の工程順であり、一般的な手法である。各工程間は
基本的には自動搬送機構による受け渡しを行った。
【００８５】実施例１及び実施例２によるシリコンリボ
ンに関しては、すべての自動搬送を行うことができた
が、実施例３によるシリコンリボンに関しては、湾曲が
残ること、凹凸があることにより、自動搬送機構が使え
ないシリコンリボンも生じた。
ンに関しては、すべての自動搬送を行うことができた
が、実施例３によるシリコンリボンに関しては、湾曲が
残ること、凹凸があることにより、自動搬送機構が使え
ないシリコンリボンも生じた。
【００８６】次に、実施例１〜３によるシリコンリボン
から製作した太陽電池の特性をソーラーシミュレータに
よって測定した結果を表１に示す。
から製作した太陽電池の特性をソーラーシミュレータに
よって測定した結果を表１に示す。
【００８７】
【表１】
【００８８】表１からわかるように、実施例１及び実施
例２による太陽電池の短絡電流密度はいずれも２７ｍＡ
／ｃｍ2であり、実施例３の２５ｍＡ／ｃｍ2よりも大き
い。これは、内部応力が残留するための歪みによる欠陥
が原因であると考えられる。曲線因子については、実施
例３では内部応力が残留するための歪みによる欠陥の影
響で大幅に低減している。変換効率（％）については、
実施例３では１０％であるのに対し、実施例１及び実施
例２ではいずれも１２％と大幅に改善できた。
例２による太陽電池の短絡電流密度はいずれも２７ｍＡ
／ｃｍ2であり、実施例３の２５ｍＡ／ｃｍ2よりも大き
い。これは、内部応力が残留するための歪みによる欠陥
が原因であると考えられる。曲線因子については、実施
例３では内部応力が残留するための歪みによる欠陥の影
響で大幅に低減している。変換効率（％）については、
実施例３では１０％であるのに対し、実施例１及び実施
例２ではいずれも１２％と大幅に改善できた。
【００８９】以上の説明から明らかなように、実施例１
に沿ったシリコンリボン製造装置によれば、平坦面部を
持った回転冷却体の平坦面部にシリコンを成長させるこ
とで、内部応力のない平面状シリコンリボンを得ること
ができ、また、連続して安定的にシリコンリボンを取り
出すことが可能である。取り出したシリコンリボンは平
滑、均一であるため、研磨工程やスライス工程によらず
にシリコンウエハを形成することができ、スライスロス
がなく、より低コストでシリコンウエハを提供すること
が可能である。
に沿ったシリコンリボン製造装置によれば、平坦面部を
持った回転冷却体の平坦面部にシリコンを成長させるこ
とで、内部応力のない平面状シリコンリボンを得ること
ができ、また、連続して安定的にシリコンリボンを取り
出すことが可能である。取り出したシリコンリボンは平
滑、均一であるため、研磨工程やスライス工程によらず
にシリコンウエハを形成することができ、スライスロス
がなく、より低コストでシリコンウエハを提供すること
が可能である。
【００９０】また、実施例２に沿ったシリコンリボン製
造装置によれば、内部応力のない平面状シリコンリボン
を得ることができ、また、連続して安定的にシリコンリ
ボンを取り出すことが可能である。さらに、実施例１と
比較して、シリコンリボンを剥離する際の機械的可動部
がないため、剥離動作を回転冷却体に同期させる必要が
なく、装置を簡単化できるため、装置の低コスト化、耐
久性向上、メンテナンス性向上が可能である。
造装置によれば、内部応力のない平面状シリコンリボン
を得ることができ、また、連続して安定的にシリコンリ
ボンを取り出すことが可能である。さらに、実施例１と
比較して、シリコンリボンを剥離する際の機械的可動部
がないため、剥離動作を回転冷却体に同期させる必要が
なく、装置を簡単化できるため、装置の低コスト化、耐
久性向上、メンテナンス性向上が可能である。
【００９１】
【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、溶融シリコンを収納するための溶融シリコ
ン収納部と、この溶融シリコン収納部の上方に回転可能
に配設されかつシリコンリボンを表面で固化成長させる
ためのシリコンリボン生成部分を有する回転冷却体とを
備えてなるシリコンリボン製造装置において、回転によ
って溶融シリコンに一旦浸漬された後に溶融シリコンか
ら引き上げられた回転冷却体の表面におけるシリコンリ
ボン生成部分が溶融シリコンに再び浸漬される前にその
シリコンリボン生成部分に生成したシリコンリボンを剥
離するとともに、剥離したシリコンリボンを回転冷却体
の回転による慣性力及び／または重力による落下を利用
して装置外へ搬出するための剥離・搬出機構が設けられ
ていることを特徴とする。したがって、このような剥離
・搬出機構により、平面状シリコンリボンを大量かつ安
定的に低コストで連続生産することができる。
にあっては、溶融シリコンを収納するための溶融シリコ
ン収納部と、この溶融シリコン収納部の上方に回転可能
に配設されかつシリコンリボンを表面で固化成長させる
ためのシリコンリボン生成部分を有する回転冷却体とを
備えてなるシリコンリボン製造装置において、回転によ
って溶融シリコンに一旦浸漬された後に溶融シリコンか
ら引き上げられた回転冷却体の表面におけるシリコンリ
ボン生成部分が溶融シリコンに再び浸漬される前にその
シリコンリボン生成部分に生成したシリコンリボンを剥
離するとともに、剥離したシリコンリボンを回転冷却体
の回転による慣性力及び／または重力による落下を利用
して装置外へ搬出するための剥離・搬出機構が設けられ
ていることを特徴とする。したがって、このような剥離
・搬出機構により、平面状シリコンリボンを大量かつ安
定的に低コストで連続生産することができる。
【００９２】請求項２に係るシリコンリボン製造装置に
あっては、回転冷却体の表面が、シリコンリボン生成部
分になる複数の平坦面を備えていることを特徴とする。
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、シリコンをスライスする必要
がなく、平板型シリコンリボンを直接、得ることが可能
であり、スライスによる損失がないため、低コスト化に
寄与する。
あっては、回転冷却体の表面が、シリコンリボン生成部
分になる複数の平坦面を備えていることを特徴とする。
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、シリコンをスライスする必要
がなく、平板型シリコンリボンを直接、得ることが可能
であり、スライスによる損失がないため、低コスト化に
寄与する。
【００９３】請求項３に係るシリコンリボン製造装置に
あっては、剥離・搬出機構が、回転冷却体に物理的衝撃
を与えることによってシリコンリボンを剥離するための
衝撃発生部材を備えていることを特徴とする。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、衝撃発生部材によって成長後
のシリコンリボンに適切な衝撃を与えることで、シリコ
ンリボンは回転冷却体表面から容易に剥離することが可
能になる。
あっては、剥離・搬出機構が、回転冷却体に物理的衝撃
を与えることによってシリコンリボンを剥離するための
衝撃発生部材を備えていることを特徴とする。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、衝撃発生部材によって成長後
のシリコンリボンに適切な衝撃を与えることで、シリコ
ンリボンは回転冷却体表面から容易に剥離することが可
能になる。
【００９４】請求項４に係るシリコンリボン製造装置に
あっては、剥離・搬出機構が、回転冷却体の表面におけ
るシリコンリボン生成部分でシリコンリボンの回転方向
上流側の端部に接触することによってシリコンリボンを
剥離するための鋭角状剥離部材を備えていることを特徴
とする。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、機械的可動
部が存在しない鋭角状剥離部材を用いてシリコンリボン
を剥離すれば剥離動作を回転冷却体に同期させる必要が
なく、装置を簡単化できるため、装置の低コスト化、耐
久性向上、メンテナンス性向上が可能である。
あっては、剥離・搬出機構が、回転冷却体の表面におけ
るシリコンリボン生成部分でシリコンリボンの回転方向
上流側の端部に接触することによってシリコンリボンを
剥離するための鋭角状剥離部材を備えていることを特徴
とする。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、機械的可動
部が存在しない鋭角状剥離部材を用いてシリコンリボン
を剥離すれば剥離動作を回転冷却体に同期させる必要が
なく、装置を簡単化できるため、装置の低コスト化、耐
久性向上、メンテナンス性向上が可能である。
【００９５】請求項５に係るシリコンリボン製造装置に
あっては、剥離・搬出機構は、回転冷却体の表面におけ
るシリコンリボン生成部分が溶融シリコンに浸漬した最
下点にある位置を０度とし、その最下点から回転方向へ
１回転した位置を３６０度とした場合に、９０度から２
７０度の位置範囲でシリコンリボンを剥離することを特
徴とする。したがって、請求項１〜４のいずれか１つに
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、９０度〜２７０度の範囲でシリコンリボン１２に衝
撃を与えて剥離した場合、静止摩擦力と慣性力、重力と
の関係に関わらず、シリコンリボンは１８０度〜２７０
度の範囲で回転冷却体から分離し、落下することにな
り、シリコンリボンのいっそう確実な搬出を行うことが
できる。
あっては、剥離・搬出機構は、回転冷却体の表面におけ
るシリコンリボン生成部分が溶融シリコンに浸漬した最
下点にある位置を０度とし、その最下点から回転方向へ
１回転した位置を３６０度とした場合に、９０度から２
７０度の位置範囲でシリコンリボンを剥離することを特
徴とする。したがって、請求項１〜４のいずれか１つに
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、９０度〜２７０度の範囲でシリコンリボン１２に衝
撃を与えて剥離した場合、静止摩擦力と慣性力、重力と
の関係に関わらず、シリコンリボンは１８０度〜２７０
度の範囲で回転冷却体から分離し、落下することにな
り、シリコンリボンのいっそう確実な搬出を行うことが
できる。
【００９６】請求項６に係るシリコンリボン製造装置に
あっては、剥離・搬出機構が、剥離したシリコンリボン
を受けて装置外へ搬出するための搬出用樋部材を備えて
いることを特徴とする。したがって、請求項１〜５のい
ずれか１つ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、搬出用樋部材という簡単な構成でシリコ
ンリボンを装置外へ搬出することが可能になる。
あっては、剥離・搬出機構が、剥離したシリコンリボン
を受けて装置外へ搬出するための搬出用樋部材を備えて
いることを特徴とする。したがって、請求項１〜５のい
ずれか１つ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、搬出用樋部材という簡単な構成でシリコ
ンリボンを装置外へ搬出することが可能になる。
【００９７】請求項７に係るシリコンリボン製造装置に
あっては、樋部材は、剥離したシリコンリボンがその樋
部材との摩擦力に抗して自重により滑り落ちることので
きる角度に傾斜されていることを特徴とする。したがっ
て、請求項６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、このような搬出用樋部材によって、回
転動力などによる強制搬送ではなくシリコンリボンの自
重を利用した自然搬出が可能になり、装置構成の単純化
を図ることができる。
あっては、樋部材は、剥離したシリコンリボンがその樋
部材との摩擦力に抗して自重により滑り落ちることので
きる角度に傾斜されていることを特徴とする。したがっ
て、請求項６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、このような搬出用樋部材によって、回
転動力などによる強制搬送ではなくシリコンリボンの自
重を利用した自然搬出が可能になり、装置構成の単純化
を図ることができる。
【００９８】請求項８に係るシリコンリボン製造装置に
あっては、剥離・搬出機構が、樋部材に加えて、シリコ
ンリボンの搬出を補助するための搬出補助部材を備えて
いることを特徴とする。したがって、請求項６または７
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、搬出補助部材によってシリコンリボンの自重による
滑りをより促進することが可能になる。
あっては、剥離・搬出機構が、樋部材に加えて、シリコ
ンリボンの搬出を補助するための搬出補助部材を備えて
いることを特徴とする。したがって、請求項６または７
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、搬出補助部材によってシリコンリボンの自重による
滑りをより促進することが可能になる。
【００９９】請求項９に係るシリコンリボン製造装置に
あっては、樋部材が、請求項４に記載の鋭角状剥離部材
と一体化されていることを特徴とする。したがって、請
求項６〜８のいずれか１つ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、装置部材の簡略化を行う
ことが可能になる。
あっては、樋部材が、請求項４に記載の鋭角状剥離部材
と一体化されていることを特徴とする。したがって、請
求項６〜８のいずれか１つ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、装置部材の簡略化を行う
ことが可能になる。
【０１００】請求項１０に係るシリコンリボン製造装置
にあっては、鋭角状剥離部材は、回転冷却体の表面にお
けるシリコンリボン生成部分が溶融シリコンに浸漬した
最下点にある位置を０度とし、その最下点から回転方向
へ１回転した位置を３６０度とした場合に、１８０度か
ら２７０度の位置範囲でシリコンリボンの回転方向上流
側の端部に接触することによってシリコンリボンを剥離
することを特徴とする。したがって、請求項９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、鋭角
状剥離部材を１８０度〜２７０度に設置する場合、特に
鋭角状剥離部材と搬出用樋部材とを一体化して設置する
構造において、シリコンリボンは剥離後、回転冷却体か
ら分離してスムーズに搬出用樋部材へ滑り落ちることと
なる。また、剥離のための衝撃を与えるのに際し、回転
冷却体の回転以外の特別な可動部材を必要としないた
め、装置の単純化に寄与し、また装置の耐久性、メンテ
ナンス性の向上が可能になる。
にあっては、鋭角状剥離部材は、回転冷却体の表面にお
けるシリコンリボン生成部分が溶融シリコンに浸漬した
最下点にある位置を０度とし、その最下点から回転方向
へ１回転した位置を３６０度とした場合に、１８０度か
ら２７０度の位置範囲でシリコンリボンの回転方向上流
側の端部に接触することによってシリコンリボンを剥離
することを特徴とする。したがって、請求項９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、鋭角
状剥離部材を１８０度〜２７０度に設置する場合、特に
鋭角状剥離部材と搬出用樋部材とを一体化して設置する
構造において、シリコンリボンは剥離後、回転冷却体か
ら分離してスムーズに搬出用樋部材へ滑り落ちることと
なる。また、剥離のための衝撃を与えるのに際し、回転
冷却体の回転以外の特別な可動部材を必要としないた
め、装置の単純化に寄与し、また装置の耐久性、メンテ
ナンス性の向上が可能になる。
【０１０１】請求項１１に係る太陽電池にあっては、請
求項１〜１０のいずれか１つに記載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て製造されたことを
特徴とする。したがって、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。
求項１〜１０のいずれか１つに記載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て製造されたことを
特徴とする。したがって、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１】図１は、本発明における実施例１によるシリコ
ンリボン製造装置の構成説明図である。
ンリボン製造装置の構成説明図である。
【図２】図２は、本発明における実施例２によるシリコ
ンリボン製造装置の構成説明図である。
ンリボン製造装置の構成説明図である。
【図３】図３は、本発明における実施例２によるシリコ
ンリボン製造装置における剥離方法の第１段階を説明す
る説明図である。
ンリボン製造装置における剥離方法の第１段階を説明す
る説明図である。
【図４】図４は、本発明における実施例２によるシリコ
ンリボン製造装置における剥離方法の第２段階を説明す
る説明図である。
ンリボン製造装置における剥離方法の第２段階を説明す
る説明図である。
【図５】図５は、本発明における実施例１あるいは実施
例２における搬出用樋部材に搬出補助部材としてのロー
ラー及びガイドが備わった場合の構成説明図である。
例２における搬出用樋部材に搬出補助部材としてのロー
ラー及びガイドが備わった場合の構成説明図である。
【図６】図６は、従来技術による１つのシリコンリボン
製造装置の構成説明図である。
製造装置の構成説明図である。
【図７】図７は、従来技術による別の１つのシリコンリ
ボン製造装置の構成説明図である。
ボン製造装置の構成説明図である。
１１、２１ 回転冷却体 １２、２２ シリコンリボン １３、２３ シリコン融液 １４、２４ るつぼ １５ 衝撃発生部材 １６、１７、２６、２８ 搬出用樋部材 ２５ 鋭角状剥離部材 ３０ 平坦面部の角 ３１ 平坦面部の角の軌道 ５１ 搬出用樋部材の１例 ５２ シリコンリボン ５３ ローラー（搬出補助部材） ５４ ガイド（搬出補助部材）
───────────────────────────────────────────────────── 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 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） 4G077 AA02 BA04 CF03 EG26 EG29 FJ03 FJ08 HA20 5F051 BA14 CB02 CB04 CB30 5F053 AA03 AA15 BB08 BB15 DD01 FF05 GG02 LL05 RR13
Claims (11)
- 【請求項１】 溶融シリコンを収納するための溶融シリ
コン収納部と、この溶融シリコン収納部の上方に回転可
能に配設されかつシリコンリボンを表面で固化成長させ
るためのシリコンリボン生成部分を有する回転冷却体と
を備えてなるシリコンリボン製造装置において、 回転によって溶融シリコンに一旦浸漬された後に溶融シ
リコンから引き上げられた回転冷却体の表面におけるシ
リコンリボン生成部分が溶融シリコンに再び浸漬される
前にそのシリコンリボン生成部分に生成したシリコンリ
ボンを剥離するとともに、剥離したシリコンリボンを回
転冷却体の回転による慣性力及び／または重力による落
下を利用して装置外へ搬出するための剥離・搬出機構が
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。 - 【請求項２】 回転冷却体の表面が、シリコンリボン生
成部分になる複数の平坦面を備えていることを特徴とす
る請求項１に記載のシリコンリボン製造装置。 - 【請求項３】 剥離・搬出機構が、回転冷却体に物理的
衝撃を与えることによってシリコンリボンを剥離するた
めの衝撃発生部材を備えていることを特徴とする請求項
１または２に記載のシリコンリボン製造装置。 - 【請求項４】 剥離・搬出機構が、回転冷却体の表面に
おけるシリコンリボン生成部分でシリコンリボンの回転
方向上流側の端部に接触することによってシリコンリボ
ンを剥離するための鋭角状剥離部材を備えていることを
特徴とする請求項１または２に記載のシリコンリボン製
造装置。 - 【請求項５】 剥離・搬出機構は、回転冷却体の表面に
おけるシリコンリボン生成部分が溶融シリコンに浸漬し
た最下点にある位置を０度とし、その最下点から回転方
向へ１回転した位置を３６０度とした場合に、９０度か
ら２７０度の位置範囲でシリコンリボンを剥離すること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のシリ
コンリボン製造装置。 - 【請求項６】 剥離・搬出機構が、剥離したシリコンリ
ボンを受けて装置外へ搬出するための搬出用樋部材を備
えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つ
に記載のシリコンリボン製造装置。 - 【請求項７】 樋部材は、剥離したシリコンリボンがそ
の樋部材との摩擦力に抗して自重により滑り落ちること
のできる角度に傾斜されていることを特徴とする請求項
６に記載のシリコンリボン製造装置。 - 【請求項８】 剥離・搬出機構が、樋部材に加えて、シ
リコンリボンの搬出を補助するための搬出補助部材を備
えていることを特徴とする請求項６または７に記載のシ
リコンリボン製造装置。 - 【請求項９】 樋部材が、請求項４に記載の鋭角状剥離
部材と一体化されていることを特徴とする請求項６〜８
のいずれか１つに記載のシリコンリボン製造装置。 - 【請求項１０】 鋭角状剥離部材は、回転冷却体の表面
におけるシリコンリボン生成部分が溶融シリコンに浸漬
した最下点にある位置を０度とし、その最下点から回転
方向へ１回転した位置を３６０度とした場合に、１８０
度から２７０度の位置範囲でシリコンリボンの回転方向
上流側の端部に接触することによってシリコンリボンを
剥離することを特徴とする請求項９に記載のシリコンリ
ボン製造装置。 - 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれか１つに記載
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
て製造されたことを特徴とする太陽電池。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000273310A JP4451556B2 (ja) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | 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 |
| PCT/JP2001/007001 WO2002020882A1 (fr) | 2000-09-08 | 2001-08-13 | Dispositif permettant la production d'une feuille de silicium et cellule solaire comprenant une feuille de silicium produite au moyen de ce dispositif |
| AU2001277784A AU2001277784A1 (en) | 2000-09-08 | 2001-08-13 | Silicon sheet producing apparatus and solar cell comprising silicon sheet produced by the same |
| TW090121984A TWI251627B (en) | 2000-09-08 | 2001-09-05 | Silicon sheet producing apparatus and solar cell comprising silicon sheet produced by the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000273310A JP4451556B2 (ja) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | 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 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002080295A true JP2002080295A (ja) | 2002-03-19 |
| JP4451556B2 JP4451556B2 (ja) | 2010-04-14 |
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|---|---|---|---|
| JP2000273310A Expired - Fee Related JP4451556B2 (ja) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | 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 |
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|---|---|
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| AU (1) | AU2001277784A1 (ja) |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100754489B1 (ko) * | 2002-06-28 | 2007-09-03 | 샤프 가부시키가이샤 | 박판 제조방법 및 박판 제조장치 |
| WO2009108358A1 (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-03 | Corning Incorporated | Methods of making an unsupported article of pure or doped semiconducting material |
| WO2010099297A1 (en) * | 2009-02-27 | 2010-09-02 | Corning Incorporated | Methods of making an unsupported article of semiconducting material by controlled undercooling |
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- 2001-08-13 AU AU2001277784A patent/AU2001277784A1/en not_active Abandoned
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| DE10362171B4 (de) * | 2002-06-28 | 2010-04-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer dünnen Lage |
| KR100747629B1 (ko) | 2006-08-07 | 2007-08-09 | 박재훈 | 다다미 제조기 |
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