JP2002293528A - 太陽電池用シリコンの製造方法 - Google Patents
太陽電池用シリコンの製造方法Info
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- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
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- Silicon Compounds (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 太陽電池用のシリコン原料を安価に安定して
確保できる太陽電池用シリコンの製造方法を提供するこ
と。 【解決手段】 太陽電池用シリコンの製造方法は、シリ
コン塊体を加工液を用いてワイヤーソーでスライスし、
その際に生じるシリコンスラッジを加工液と共に回収
し、回収したシリコンスラッジを加工液中で沈殿させ、
沈殿したシリコンスラッジをろ過して不純物を取り除
き、ろ過されたシリコンスラッジを遠心分離してシリコ
ンスラッジと加工液に分離し、加工液から分離されたシ
リコンスラッジを洗浄し、洗浄したシリコンスラッジを
溶融し、溶融したシリコンを型に流し込み冷却してシリ
コン塊体を得る。
確保できる太陽電池用シリコンの製造方法を提供するこ
と。 【解決手段】 太陽電池用シリコンの製造方法は、シリ
コン塊体を加工液を用いてワイヤーソーでスライスし、
その際に生じるシリコンスラッジを加工液と共に回収
し、回収したシリコンスラッジを加工液中で沈殿させ、
沈殿したシリコンスラッジをろ過して不純物を取り除
き、ろ過されたシリコンスラッジを遠心分離してシリコ
ンスラッジと加工液に分離し、加工液から分離されたシ
リコンスラッジを洗浄し、洗浄したシリコンスラッジを
溶融し、溶融したシリコンを型に流し込み冷却してシリ
コン塊体を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、太陽電池用シリ
コンの製造方法に関し、詳しくは、太陽電池用シリコン
の原材料として用いることができる高純度シリコン塊体
の製造方法に関するものである。
コンの製造方法に関し、詳しくは、太陽電池用シリコン
の原材料として用いることができる高純度シリコン塊体
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、エネルギー源多様化の要求から太
陽光発電が脚光を浴び、低価格発電装置の実用化に向け
研究開発が盛んに行われている。この様な状況の中で、
太陽電池材料としてシリコンは最も重要な材料であり、
しかも動力用電力供給に使われる材料として重要視され
ている。
陽光発電が脚光を浴び、低価格発電装置の実用化に向け
研究開発が盛んに行われている。この様な状況の中で、
太陽電池材料としてシリコンは最も重要な材料であり、
しかも動力用電力供給に使われる材料として重要視され
ている。
【０００３】太陽電池の材料となりうるシリコンは、純
度９９.９９９９％以上で、比抵抗０.５〜１０Ωｃｍ
（シリコン中のＢ濃度に換算して０.２ｐｐｍ以下）と
いう高純度が要求されており、従来、半導体産業で用い
られる高純度シリコン、またはＩＣ用の基板を製造した
時に発生する規格外品が利用されている。しかし、半導
体用高純度シリコンは高価であり、また規格外品の発生
量は少なく、供給が不安定である。
度９９.９９９９％以上で、比抵抗０.５〜１０Ωｃｍ
（シリコン中のＢ濃度に換算して０.２ｐｐｍ以下）と
いう高純度が要求されており、従来、半導体産業で用い
られる高純度シリコン、またはＩＣ用の基板を製造した
時に発生する規格外品が利用されている。しかし、半導
体用高純度シリコンは高価であり、また規格外品の発生
量は少なく、供給が不安定である。
【０００４】今後、太陽電池の需要増大が予想され、太
陽電池用シリコン原料の確保が重要な課題となってい
る。このようなことから、太陽電池用シリコンを安価
に、かつ、安定して供給する方法が検討され、太陽電池
を製造する際に廃棄されているシリコンを再利用する各
種方法が提案されている。
陽電池用シリコン原料の確保が重要な課題となってい
る。このようなことから、太陽電池用シリコンを安価
に、かつ、安定して供給する方法が検討され、太陽電池
を製造する際に廃棄されているシリコンを再利用する各
種方法が提案されている。
【０００５】そのような方法の１つとして、シリコン塊
体をスライスしてウエハに加工する際に発生するシリコ
ンスラッジから固形分を分離し、分離した固形分を粉末
状またはペレット状に加工し、太陽電池用シリコン原料
として再利用する方法が提案されている（例えば、特開
平９−１６５２１２号公報参照）。
体をスライスしてウエハに加工する際に発生するシリコ
ンスラッジから固形分を分離し、分離した固形分を粉末
状またはペレット状に加工し、太陽電池用シリコン原料
として再利用する方法が提案されている（例えば、特開
平９−１６５２１２号公報参照）。
【０００６】また、太陽電池用シリコンを製造する際の
各精製工程で発生する排ガス中の酸化物、破砕や切削で
生ずるシリコンスラッジなどを回収して最適な工程へそ
れぞれ戻す方法も提案されている（例えば、特開平１０
−２４５２１６号公報参照）。
各精製工程で発生する排ガス中の酸化物、破砕や切削で
生ずるシリコンスラッジなどを回収して最適な工程へそ
れぞれ戻す方法も提案されている（例えば、特開平１０
−２４５２１６号公報参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シリコ
ンスラッジから固形分を分離し、粉末状またはペレット
状に加工して再利用する上記方法では、スライスする際
にワイヤーソーに沿って流される浮遊砥粒やワイヤーソ
ーの磨耗粉などの不純物がシリコンスラッジに混入す
る。このため、シリコンスラッジから純粋なシリコン粉
末を得ることが困難であり、具体的には上記不純物を除
去するために酸溶液に浸漬したり、磁場を通したりする
必要があり再利用の工程が複雑になっていた。
ンスラッジから固形分を分離し、粉末状またはペレット
状に加工して再利用する上記方法では、スライスする際
にワイヤーソーに沿って流される浮遊砥粒やワイヤーソ
ーの磨耗粉などの不純物がシリコンスラッジに混入す
る。このため、シリコンスラッジから純粋なシリコン粉
末を得ることが困難であり、具体的には上記不純物を除
去するために酸溶液に浸漬したり、磁場を通したりする
必要があり再利用の工程が複雑になっていた。
【０００８】また、各精製工程で発生する排ガス中の酸
化物、破砕や切削で生ずるシリコンスラッジなどを回収
して再び工程に戻す上記方法では、回収される酸化物や
シリコンスラッジの量が一定していないという問題があ
る。このため、最終的に製造される太陽電池用シリコン
の量が把握しずらく、また、各精製工程によって回収方
法も異なるので効率的な再利用方法ではなかった。
化物、破砕や切削で生ずるシリコンスラッジなどを回収
して再び工程に戻す上記方法では、回収される酸化物や
シリコンスラッジの量が一定していないという問題があ
る。このため、最終的に製造される太陽電池用シリコン
の量が把握しずらく、また、各精製工程によって回収方
法も異なるので効率的な再利用方法ではなかった。
【０００９】以上の再利用方法には、いずれも上述のよ
うな問題点が残されており、工業的生産において実用さ
れていないのが現状であった。この発明は以上のような
事情を考慮してなされたものであり、太陽電池用のシリ
コン原料を安価に安定して確保できる太陽電池用シリコ
ンの製造方法を提供することを目的とする。
うな問題点が残されており、工業的生産において実用さ
れていないのが現状であった。この発明は以上のような
事情を考慮してなされたものであり、太陽電池用のシリ
コン原料を安価に安定して確保できる太陽電池用シリコ
ンの製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、砥粒を固着
したワイヤーソー及び加工液を用いてシリコン塊体をス
ライスし、シリコンスラッジを含む加工液をろ過し、得
られたシリコンスラッジを溶融してシリコン塊体を得る
太陽電池用シリコンの製造方法を提供するものである。
したワイヤーソー及び加工液を用いてシリコン塊体をス
ライスし、シリコンスラッジを含む加工液をろ過し、得
られたシリコンスラッジを溶融してシリコン塊体を得る
太陽電池用シリコンの製造方法を提供するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】つまり、この発明による太陽電池
用シリコンの製造方法は、従来は廃棄されていたシリコ
ンスラッジを太陽電池用のシリコン原料とすることに着
目し、具体的な再利用方法について検討を重ねた結果な
されたものである。
用シリコンの製造方法は、従来は廃棄されていたシリコ
ンスラッジを太陽電池用のシリコン原料とすることに着
目し、具体的な再利用方法について検討を重ねた結果な
されたものである。
【００１２】この発明による太陽電池用シリコンの製造
方法において、シリコン塊体をスライスする際に用いら
れる砥粒を固着したワイヤーソーは、例えば、砥粒とし
て平均粒径が２０〜４０μｍ程度のダイヤモンド砥粒を
用い、それを直径１００〜１８０μｍ程度の鋼鉄製ワイ
ヤーに固着させたものを用いることができる。その固着
方法としては、例えば、接着剤としてフェノール系接着
剤を使用し、有機溶剤に前記接着剤を溶かした溶液中に
ダイヤモンド砥粒を分散させ、その溶液を鋼鉄製ワイヤ
ーに塗布した後、熱処理を施して固着させる方法などを
用いることができる。
方法において、シリコン塊体をスライスする際に用いら
れる砥粒を固着したワイヤーソーは、例えば、砥粒とし
て平均粒径が２０〜４０μｍ程度のダイヤモンド砥粒を
用い、それを直径１００〜１８０μｍ程度の鋼鉄製ワイ
ヤーに固着させたものを用いることができる。その固着
方法としては、例えば、接着剤としてフェノール系接着
剤を使用し、有機溶剤に前記接着剤を溶かした溶液中に
ダイヤモンド砥粒を分散させ、その溶液を鋼鉄製ワイヤ
ーに塗布した後、熱処理を施して固着させる方法などを
用いることができる。
【００１３】従来のようにワイヤーソーに沿って浮遊砥
粒を流しながらスライスする方法では、シリコンスラッ
ジに砥粒やワイヤーソーの磨耗粉などの不純物が多く混
入してしまい、シリコンスラッジの再利用が困難になる
が、この発明のようにワイヤーソーに砥粒を固着させる
と、シリコンスラッジに混入する砥粒や磨耗粉などの不
純物量を大幅に減少できるようになる。このため、シリ
コンスラッジを回収後のろ過および洗浄などに要する手
間が大幅に削減される。
粒を流しながらスライスする方法では、シリコンスラッ
ジに砥粒やワイヤーソーの磨耗粉などの不純物が多く混
入してしまい、シリコンスラッジの再利用が困難になる
が、この発明のようにワイヤーソーに砥粒を固着させる
と、シリコンスラッジに混入する砥粒や磨耗粉などの不
純物量を大幅に減少できるようになる。このため、シリ
コンスラッジを回収後のろ過および洗浄などに要する手
間が大幅に削減される。
【００１４】この発明による太陽電池用シリコンの製造
方法は、シリコン塊体をスライスする工程が、砥粒を固
着したワイヤーソー及び加工液を用いてシリコン塊体を
スライスし、その際に生じるシリコンスラッジを加工液
と共に回収することからなり、加工液をろ過する工程
が、回収したシリコンスラッジを加工液中で沈殿させ、
沈殿したシリコンスラッジをろ過して不純物を取り除
き、ろ過されたシリコンスラッジを遠心分離してシリコ
ンスラッジと加工液に分離し、加工液から分離されたシ
リコンスラッジを洗浄することからなり、シリコンスラ
ッジを溶融する工程が、洗浄したシリコンスラッジを溶
融し、溶融したシリコンを型に流し込み冷却してシリコ
ン塊体を得ることからなっていてもよい。
方法は、シリコン塊体をスライスする工程が、砥粒を固
着したワイヤーソー及び加工液を用いてシリコン塊体を
スライスし、その際に生じるシリコンスラッジを加工液
と共に回収することからなり、加工液をろ過する工程
が、回収したシリコンスラッジを加工液中で沈殿させ、
沈殿したシリコンスラッジをろ過して不純物を取り除
き、ろ過されたシリコンスラッジを遠心分離してシリコ
ンスラッジと加工液に分離し、加工液から分離されたシ
リコンスラッジを洗浄することからなり、シリコンスラ
ッジを溶融する工程が、洗浄したシリコンスラッジを溶
融し、溶融したシリコンを型に流し込み冷却してシリコ
ン塊体を得ることからなっていてもよい。
【００１５】また、この発明による太陽電池用シリコン
の製造方法は、洗浄したシリコンスラッジを溶融する工
程が、シリコンスラッジに新しい金属シリコン塊体を添
加して行われてもよい。このような方法によれば、再利
用の目的で得られたシリコンスラッジが少量であって
も、太陽電池用のシリコン原料として用いることができ
る。このため、現在まで工業的に実用化されていなかっ
たシリコンスラッジの再利用がより現実的なものとな
る。なお、シリコンスラッジと新しい金属シリコン塊体
との混合比率は１：２〜１：３程度が望ましい。
の製造方法は、洗浄したシリコンスラッジを溶融する工
程が、シリコンスラッジに新しい金属シリコン塊体を添
加して行われてもよい。このような方法によれば、再利
用の目的で得られたシリコンスラッジが少量であって
も、太陽電池用のシリコン原料として用いることができ
る。このため、現在まで工業的に実用化されていなかっ
たシリコンスラッジの再利用がより現実的なものとな
る。なお、シリコンスラッジと新しい金属シリコン塊体
との混合比率は１：２〜１：３程度が望ましい。
【００１６】また、この発明による太陽電池用シリコン
の製造方法は、加工液のろ過が、５μｍ以上の不純物を
捕集できるフィルターを用いて行われてもよい。
の製造方法は、加工液のろ過が、５μｍ以上の不純物を
捕集できるフィルターを用いて行われてもよい。
【００１７】このようなフィルターを用いると、シリコ
ンスラッジの平均粒径は約１μｍであるのに対してワイ
ヤーソーから脱落する砥粒（脱落砥粒）の平均粒径は数
十μｍであるので、シリコンスラッジに混入した脱落砥
粒をろ過によって容易に取り除けるようになる。このよ
うなろ過を行うために、この発明による太陽電池用シリ
コンの製造方法は、加工液のろ過が、５μｍ以上の不純
物を捕集できるフィルターを用いて行われることが好ま
しい。また、脱落砥粒がワイヤーソーに固着された全砥
粒の数％程度であれば、ろ過工程は省略しても問題な
い。
ンスラッジの平均粒径は約１μｍであるのに対してワイ
ヤーソーから脱落する砥粒（脱落砥粒）の平均粒径は数
十μｍであるので、シリコンスラッジに混入した脱落砥
粒をろ過によって容易に取り除けるようになる。このよ
うなろ過を行うために、この発明による太陽電池用シリ
コンの製造方法は、加工液のろ過が、５μｍ以上の不純
物を捕集できるフィルターを用いて行われることが好ま
しい。また、脱落砥粒がワイヤーソーに固着された全砥
粒の数％程度であれば、ろ過工程は省略しても問題な
い。
【００１８】また、この発明による太陽電池用シリコン
の製造方法は、加工液が水又は水溶性加工液であること
が好ましい。というのは、従来の方法ではワイヤーソー
に沿って流される浮遊砥粒に切削油が含まれており、シ
リコンスラッジから切削油を除去するためには切削油の
溶媒となる液体を添加して粘度を低下させる必要があっ
たからである。
の製造方法は、加工液が水又は水溶性加工液であること
が好ましい。というのは、従来の方法ではワイヤーソー
に沿って流される浮遊砥粒に切削油が含まれており、シ
リコンスラッジから切削油を除去するためには切削油の
溶媒となる液体を添加して粘度を低下させる必要があっ
たからである。
【００１９】しかし、この発明のように加工液が水又は
水溶性加工液であれば、回収したシリコンスラッジに溶
媒を加える必要が無くなり、シリコンスラッジと加工液
との分離は遠心分離によって容易に行うことができる。
このため、シリコンスラッジと加工液との分離に要する
手間が従来よりも削減される。
水溶性加工液であれば、回収したシリコンスラッジに溶
媒を加える必要が無くなり、シリコンスラッジと加工液
との分離は遠心分離によって容易に行うことができる。
このため、シリコンスラッジと加工液との分離に要する
手間が従来よりも削減される。
【００２０】ここで用いる水溶性加工液はほぼ中性であ
ることが望ましく、具体的には水以外にグリコール系水
溶液、界面活性剤水溶液などを用いることができる。な
お、上記ワイヤーソーと加工液を用いてシリコン塊体を
ウエハにスライスする際に使用する加工装置は、不純物
元素の混入を防止するために他の加工に使用せず、この
加工に専用されることが望ましい。
ることが望ましく、具体的には水以外にグリコール系水
溶液、界面活性剤水溶液などを用いることができる。な
お、上記ワイヤーソーと加工液を用いてシリコン塊体を
ウエハにスライスする際に使用する加工装置は、不純物
元素の混入を防止するために他の加工に使用せず、この
加工に専用されることが望ましい。
【００２１】遠心分離によって加工液と分離されたシリ
コンスラッジは、有機溶剤によって洗浄された後に乾燥
される。従来の方法では、この洗浄および乾燥工程の前
にワイヤーソーの磨耗によって混入したＦｅなどの不純
物を除去するための酸浸漬工程が必要であった。しか
し、この発明によれば、上述のように混入する不純物量
が大幅に減少されるので、上記酸浸漬工程を省略するこ
とができる。
コンスラッジは、有機溶剤によって洗浄された後に乾燥
される。従来の方法では、この洗浄および乾燥工程の前
にワイヤーソーの磨耗によって混入したＦｅなどの不純
物を除去するための酸浸漬工程が必要であった。しか
し、この発明によれば、上述のように混入する不純物量
が大幅に減少されるので、上記酸浸漬工程を省略するこ
とができる。
【００２２】また、この発明による太陽電池用シリコン
の製造方法は、溶融する工程が真空を維持した雰囲気の
もとで行われてもよい。また、上記真空を維持した雰囲
気の代わりに、不活性ガスを充填した雰囲気のもとで行
われてもよい。不活性ガスを充填した雰囲気としては、
例えば、低圧のＡｒガス雰囲気などを挙げることができ
る。これらの雰囲気中で溶融させることにより、溶融シ
リコン中の残留酸素を除去することができる。
の製造方法は、溶融する工程が真空を維持した雰囲気の
もとで行われてもよい。また、上記真空を維持した雰囲
気の代わりに、不活性ガスを充填した雰囲気のもとで行
われてもよい。不活性ガスを充填した雰囲気としては、
例えば、低圧のＡｒガス雰囲気などを挙げることができ
る。これらの雰囲気中で溶融させることにより、溶融シ
リコン中の残留酸素を除去することができる。
【００２３】以上のような雰囲気中において、上記の沈
殿工程、ろ過工程、洗浄工程および乾燥工程を経たシリ
コンスラッジを、金属シリコン塊体と混合するか、ある
いはシリコンスラッジのみで溶解炉（石英坩堝）に入れ
て溶融させた後、一方向凝固させて不純物が凝集した上
部を切断し、太陽電池用シリコン塊体を得る。なお、溶
融工程において、溶解炉内の温度は約１５００℃程度が
望ましく、残留酸素の除去を確実に行うためには、約１
５００℃で１時間以上保持することがさらに望ましい。
殿工程、ろ過工程、洗浄工程および乾燥工程を経たシリ
コンスラッジを、金属シリコン塊体と混合するか、ある
いはシリコンスラッジのみで溶解炉（石英坩堝）に入れ
て溶融させた後、一方向凝固させて不純物が凝集した上
部を切断し、太陽電池用シリコン塊体を得る。なお、溶
融工程において、溶解炉内の温度は約１５００℃程度が
望ましく、残留酸素の除去を確実に行うためには、約１
５００℃で１時間以上保持することがさらに望ましい。
【００２４】
【実施例】以下に図面に示す実施例に基づいてこの発明
を詳述する。なお、この実施例によってこの発明が限定
されるものではない。
を詳述する。なお、この実施例によってこの発明が限定
されるものではない。
【００２５】実施例１ 図１はこの発明の実施例１による太陽電池用シリコンの
製造方法の工程図である。図１に示されるように、この
発明の実施例１による太陽電池用シリコンの製造方法
は、シリコン塊体を加工液を用いてワイヤーソーでスラ
イスし（ステップＳ１）、生じたシリコンスラッジを加
工液と共に回収し（ステップＳ２）、固形分を分離する
（ステップＳ３）。つまり、回収したシリコンスラッジ
を加工液中で沈殿させ（ステップＳ４）、沈殿したシリ
コンスラッジをろ過して不純物を取り除き（ステップＳ
５、Ｓ６）、ろ過されたシリコンスラッジを遠心分離し
てシリコンスラッジと加工液に分離する（ステップＳ
７）。そして、加工液から分離されたシリコンスラッジ
を洗浄・乾燥し（ステップＳ８）、シリコン粉末を得る
（ステップＳ９）。得られたシリコン粉末に必要に応じ
て金属シリコン塊を加えて溶融し（ステップＳ１０、Ｓ
１１）、溶融したシリコンを型に流し込み冷却し（ステ
ップＳ１２）、シリコン塊体を得る（ステップＳ１３）
方法である。
製造方法の工程図である。図１に示されるように、この
発明の実施例１による太陽電池用シリコンの製造方法
は、シリコン塊体を加工液を用いてワイヤーソーでスラ
イスし（ステップＳ１）、生じたシリコンスラッジを加
工液と共に回収し（ステップＳ２）、固形分を分離する
（ステップＳ３）。つまり、回収したシリコンスラッジ
を加工液中で沈殿させ（ステップＳ４）、沈殿したシリ
コンスラッジをろ過して不純物を取り除き（ステップＳ
５、Ｓ６）、ろ過されたシリコンスラッジを遠心分離し
てシリコンスラッジと加工液に分離する（ステップＳ
７）。そして、加工液から分離されたシリコンスラッジ
を洗浄・乾燥し（ステップＳ８）、シリコン粉末を得る
（ステップＳ９）。得られたシリコン粉末に必要に応じ
て金属シリコン塊を加えて溶融し（ステップＳ１０、Ｓ
１１）、溶融したシリコンを型に流し込み冷却し（ステ
ップＳ１２）、シリコン塊体を得る（ステップＳ１３）
方法である。
【００２６】次に、具体例によって説明する。まず、ダ
イヤモンド砥粒を固着したワイヤーソーを用い、水溶性
加工液中で多結晶太陽電池用の６．５ｋｇのシリコン塊
体をスライスして３１０枚のシリコンウエハに加工した
（ステップＳ１）。
イヤモンド砥粒を固着したワイヤーソーを用い、水溶性
加工液中で多結晶太陽電池用の６．５ｋｇのシリコン塊
体をスライスして３１０枚のシリコンウエハに加工した
（ステップＳ１）。
【００２７】次に、ステップＳ１で発生したシリコンス
ラッジ（ステップＳ２）に対して固形分分離工程（ステ
ップＳ３）を次のようにして行った。まず、シリコンス
ラッジを水溶性加工液と共に容器に回収して静止保存
し、保存されたシリコンスラッジ中の固形分を沈殿させ
た後に上澄みを除去し（ステップＳ４）、沈殿した固形
分をフィルタープレスして固形分中に混入した脱落ダイ
ヤモンド砥粒を除去し（ステップＳ５、Ｓ６）、ダイヤ
モンド砥粒が除去された固形分を遠心分離して水溶性加
工液とシリコン切粉に分離した（ステップＳ７）。
ラッジ（ステップＳ２）に対して固形分分離工程（ステ
ップＳ３）を次のようにして行った。まず、シリコンス
ラッジを水溶性加工液と共に容器に回収して静止保存
し、保存されたシリコンスラッジ中の固形分を沈殿させ
た後に上澄みを除去し（ステップＳ４）、沈殿した固形
分をフィルタープレスして固形分中に混入した脱落ダイ
ヤモンド砥粒を除去し（ステップＳ５、Ｓ６）、ダイヤ
モンド砥粒が除去された固形分を遠心分離して水溶性加
工液とシリコン切粉に分離した（ステップＳ７）。
【００２８】次に、分離されたシリコン切粉を有機溶剤
で洗浄して水溶性加工液を除去してから乾燥させ（ステ
ップＳ８）、２．５ｋｇのシリコン粉末を得た（ステッ
プＳ９）。
で洗浄して水溶性加工液を除去してから乾燥させ（ステ
ップＳ８）、２．５ｋｇのシリコン粉末を得た（ステッ
プＳ９）。
【００２９】次に、得られたシリコン粉末２．５ｋｇ
に、新しい金属シリコン塊体５．０ｋｇ（混合比１：
２）を加えて石英坩堝に入れ（ステップＳ１０）、真空
を維持した雰囲気のもとで約１５００℃に加熱して溶融
した（ステップＳ１１）。その後、溶融したシリコンを
型に流し、徐冷して一方向凝固させることによりシリコ
ン塊体を得た（ステップＳ１２、Ｓ１３）。最後に、得
られたシリコン塊体から不純物が凝集した上部を切断
し、結果として６．０ｋｇのシリコン塊体を得た。
に、新しい金属シリコン塊体５．０ｋｇ（混合比１：
２）を加えて石英坩堝に入れ（ステップＳ１０）、真空
を維持した雰囲気のもとで約１５００℃に加熱して溶融
した（ステップＳ１１）。その後、溶融したシリコンを
型に流し、徐冷して一方向凝固させることによりシリコ
ン塊体を得た（ステップＳ１２、Ｓ１３）。最後に、得
られたシリコン塊体から不純物が凝集した上部を切断
し、結果として６．０ｋｇのシリコン塊体を得た。
【００３０】以上の工程により得られたシリコン塊体の
特性は、金属シリコン塊体のみを従来通りの手法で溶融
して製造したシリコン塊体と比較したところ何ら問題の
無いものであることが確認された。
特性は、金属シリコン塊体のみを従来通りの手法で溶融
して製造したシリコン塊体と比較したところ何ら問題の
無いものであることが確認された。
【００３１】実施例２ 次に、この発明の実施例２による太陽電池用シリコンの
製造方法について説明する。実施例２による太陽電池用
シリコンの製造方法は、ステップＳ１においてシリコン
塊体をスライスする際に水溶性加工液の代わりに水を用
いることにより、上述の実施例１のステップＳ８中の有
機溶剤による洗浄を省略して乾燥のみを行うものであ
る。その他の工程は上述の実施例１と同等である。
製造方法について説明する。実施例２による太陽電池用
シリコンの製造方法は、ステップＳ１においてシリコン
塊体をスライスする際に水溶性加工液の代わりに水を用
いることにより、上述の実施例１のステップＳ８中の有
機溶剤による洗浄を省略して乾燥のみを行うものであ
る。その他の工程は上述の実施例１と同等である。
【００３２】実施例１と同様に実施例２の製造方法で得
られたシリコン粉末は２．５ｋｇであり、一緒に石英坩
堝に入れた金属シリコン塊体は５．０ｋｇであったが、
最終的に得られたシリコン塊体は６．１ｋｇであった。
また、上述の実施例１と同様に、実施例２の製造方法で
得られたシリコン塊体の特性について、従来通りの方法
で金属シリコン塊体のみから製造されたシリコン塊体と
比較したところ何ら問題の無いことが確認された。
られたシリコン粉末は２．５ｋｇであり、一緒に石英坩
堝に入れた金属シリコン塊体は５．０ｋｇであったが、
最終的に得られたシリコン塊体は６．１ｋｇであった。
また、上述の実施例１と同様に、実施例２の製造方法で
得られたシリコン塊体の特性について、従来通りの方法
で金属シリコン塊体のみから製造されたシリコン塊体と
比較したところ何ら問題の無いことが確認された。
【００３３】実施例３ 次に、この発明の実施例３による太陽電池用シリコンの
製造方法について説明する。実施例３による太陽電池用
シリコンの製造方法は、上述の実施例１のステップＳ１
〜Ｓ９を経て得られたシリコン粉末２．５ｋｇのみを石
英坩堝に入れ、真空を維持した雰囲気のもとで約１５０
０℃に加熱して溶融し、型に流し込んで徐冷し、一方向
凝固させることによりシリコン塊体を得たものである。
製造方法について説明する。実施例３による太陽電池用
シリコンの製造方法は、上述の実施例１のステップＳ１
〜Ｓ９を経て得られたシリコン粉末２．５ｋｇのみを石
英坩堝に入れ、真空を維持した雰囲気のもとで約１５０
０℃に加熱して溶融し、型に流し込んで徐冷し、一方向
凝固させることによりシリコン塊体を得たものである。
【００３４】これにより得られたシリコン塊体は２．０
ｋｇであった。また、上述の実施例１と同様に、実施例
３の製造方法で得られたシリコン塊体の特性について、
従来通りの方法で金属シリコン塊体のみから製造された
シリコン塊体と比較したところ何ら問題の無いことが確
認された。
ｋｇであった。また、上述の実施例１と同様に、実施例
３の製造方法で得られたシリコン塊体の特性について、
従来通りの方法で金属シリコン塊体のみから製造された
シリコン塊体と比較したところ何ら問題の無いことが確
認された。
【００３５】
【発明の効果】この発明によれば、シリコン塊体を加工
液を用いてワイヤーソーでスライスする際に生じるシリ
コンスラッジを再利用してシリコン塊体を得ることがで
きるので、太陽電池用のシリコン原料を安価に安定して
確保できる。
液を用いてワイヤーソーでスライスする際に生じるシリ
コンスラッジを再利用してシリコン塊体を得ることがで
きるので、太陽電池用のシリコン原料を安価に安定して
確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施例１による太陽電池用シリコ
ンの製造方法の工程図である。
ンの製造方法の工程図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲稜▼野 勝 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 GG01 GG03 HH01 MM38 NN01 UU02 5F051 AA03 CB04
Claims (7)
- 【請求項１】 砥粒を固着したワイヤーソー及び加工液
を用いてシリコン塊体をスライスし、シリコンスラッジ
を含む加工液をろ過し、得られたシリコンスラッジを溶
融してシリコン塊体を得る太陽電池用シリコンの製造方
法。 - 【請求項２】 シリコン塊体をスライスする工程が、砥
粒を固着したワイヤーソー及び加工液を用いてシリコン
塊体をスライスし、その際に生じるシリコンスラッジを
加工液と共に回収する工程からなり、加工液をろ過する
工程が、回収したシリコンスラッジを加工液中で沈殿さ
せ、沈殿したシリコンスラッジをろ過して不純物を取り
除き、ろ過されたシリコンスラッジを遠心分離してシリ
コンスラッジと加工液に分離し、加工液から分離された
シリコンスラッジを洗浄する工程からなり、シリコンス
ラッジを溶融する工程が、洗浄したシリコンスラッジを
溶融し、溶融したシリコンを型に流し込み冷却してシリ
コン塊体を得る工程からなる請求項１に記載の太陽電池
用シリコンの製造方法。 - 【請求項３】 シリコンスラッジを溶融する工程が、シ
リコンスラッジに新しい金属シリコン塊体を添加して行
われるクレーム１又は２に記載の太陽電池用シリコンの
製造方法。 - 【請求項４】 加工液のろ過が、５μｍ以上の不純物を
捕集できるフィルターを用いて行われる請求項１〜３の
いずれか１つに記載の太陽電池用シリコンの製造方法。 - 【請求項５】 加工液が水又は水溶性加工液である請求
項１〜４のいずれか１つに記載の太陽電池用シリコンの
製造方法。 - 【請求項６】 溶融する工程が真空を維持した雰囲気の
もとで行われる請求項１〜５のいずれか１つに記載の太
陽電池用シリコンの製造方法。 - 【請求項７】 溶融する工程が不活性ガスを充填した雰
囲気のもとで行われる請求項１〜５のいずれか１つに記
載の太陽電池用シリコンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001100712A JP2002293528A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 太陽電池用シリコンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001100712A JP2002293528A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 太陽電池用シリコンの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002293528A true JP2002293528A (ja) | 2002-10-09 |
Family
ID=18954132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001100712A Pending JP2002293528A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 太陽電池用シリコンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002293528A (ja) |
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-
2001
- 2001-03-30 JP JP2001100712A patent/JP2002293528A/ja active Pending
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