JP2005513406A - 光起電装置用ベーキングオーブン - Google Patents

Abstract

半導体材料から出発する、光起電装置用ベーキングオーブンについて説明され、そのベーキングオーブンの内部での半導体材料のエントレインメントが、セラミック材料で作られた、自身の軸線を中心に回転する一連のロールによって行われる。

Description

本発明は、半導体材料から出発する、光起電装置用ベーキングオーブンに関し、そのベーキングオーブン内部では、半導体材料のエントレインメント（entrainment）が、自身の軸線を中心に回転するセラミック材料で作られた一連のロールによって行われる。

太陽電池として普通知られている光起電装置の生産には、変化する厚さの半導体材料のスライスを使用することが知られている。

これらの光起電装置の生産は、異なる種類の処理の中で、材料の種々のベーキング工程を有し、そのベーキング工程の機能は、溶液中又はセリグラフペースト中に分散したドーピング要素、又は金属接点を半導体に固定することにある。

これらのベーキング工程を行うために、材料がいかなる中断もなく、挿入され且つ加工される連続炉が使用される。

半導体材料のベーキングオーブンへの導入は、典型的には、間接加熱室の外側で二つのロールによって引かれ、オーブンの中を通るチェーンを使用して行われる。

しかしながら、上述した装置は、種々の欠点をし、最も重要なものは、
（１）チェーンが、通常は、処理された半導体材料中の金属不純物の一部に汚染を生じさせることがある金属材料で作られ、
（２）半導体材料が曝される温度分布が、搬送チェーンに依存することである。チェーンは、一般的に、ベークされるべき半導体材料の温度より高い内部温度を有し、その結果、移動するときに、チェーンにより、かなりの量の熱が運ばれる。

特許出願ＥＰ１０１０９６０号は、光起電装置用ベーキングオーブンに関し、エントレインメント装置とベーキングオーブンの加熱装置との非相互作用に基づく。特に、ロールは石英で作られ、摩擦により、個別でなく、チェーン又はベルトを介して動かされる。

この特許により作動すると、安定性及び必然的に均一性の問題を引き起こすことがあるランプ加熱によって、ベーク分布が得られ、その上、ロールの動きが個別でないので、エントレインメントが非均一性を受けることがある。その上、半導体の加熱のために選択された放射線を透過する石英ロールは、極めて高価である。

ベーキングオーブンの中での半導体材料の搬送が、シャフト及びベルト駆動装置によりロール自身の軸線を中心に回転するセラミックロールを用いたエントレインメントによって行なわれるベーキングオーブンを使用することによって、上述の欠点を解消することが可能であることが今や分かった。

ロールの製造に使用される高純度セラミック材料は、金属汚染を徹底的に減す。その上、半導体材料を移動させるロールは、それらの位置がベーキングオーブン内に固定され、且つ、運動は、ロール自身の軸線を中心としたロールの回転によって伝達されるので、温度エントレインメント作用が無い。この方法で、もっと大変まともな温度分布を得ることができる。

これにより、本発明の目的は、半導体材料から光起電装置を準備するためのベーキングオーブンに関し、そのベーキングオーブンは、
（ａ）湾曲した、又は平らな側壁、天井、底、ロールの挿入を可能にする側通路によって構成されたハウジングと、
（ｂ）シャフト及びベルト駆動装置を介して、ロールの同時運動を可能にする電動機と、
（ｃ）ハウジングの内部の温度を一定に保つための装置と、
（ｄ）ベーキング工程中に形成されたガスの除去装置と、を有する。

ハウジングは、好ましくは、セラミック材料からなり、ハウジングの内部の一方のロールと他方のロールとの間の距離は、半導体材料が、その回転移動中、少なくとも三つのロールに載るような距離である。

ベーキングオーブンの製造に使用されたセラミック材料は、焼結シリカ、石英、及び、シリコンと化学的な相互作用のない他の材料の中から選択される。

光起電装置の準備のために使用することができる半導体材料は、厚さ１００〜５００μのシリコンスライス、又は、厚さが数ミクロンから１００ミクロンまで変化する薄膜（フィルム）の半導体材料から選択される。

ベーキングオーブンの加熱を、既知の方法により、電気抵抗体又は赤外線ランプを使用することによって行うことができる。

ベーキングオーブン内部の温度は、典型的には、１００℃乃至２００℃の範囲である。

図１を参照して、本発明の典型的な実施形態の説明を行う。実施形態は例示であり、実施形態を、本発明の範囲を制限するものとして決して考えるべきではない。

図１は、焼結シリカで作られた、連続した或る数のロール（１）からなるベーキングオーブンを示し、それぞれのロールの同時運動は、シャフト及びベルト駆動装置（１３，１１）を介して、電動機（１６）による。間接加熱室（６）及びその天井（５）も、焼結シリカで作られ、一連の給電される抵抗体（３）によって加熱される。温度は、一定に保たれるように、電子装置で制御される。ベーキングオーブンは、間接加熱室の断熱装置（２）を囲むフレーム（９）を備え、工程煙霧の除去装置（１８）を有する。

本発明によるベーキングオーブンを使用して得られたデバイスは、金属汚染が無く、デバイスを、例えば、光電池の生産に使用することができるすばらしい品質を特徴とする。

本発明による装置の機能のより良い例示の例を以下に示す。

焼結シリカで作られた連続した３００本のロールからなるエントレインメント装置で、燐タイプの不純物を拡散するためのベーキングオーブンを作った。それぞれのロールの同時運動は、シャフト及びベルト駆動装置（１３，１１）を介して、電動機（１６）による。焼結シリカで作られた間接加熱室（６）が、一連の給電される抵抗体（３）によって加熱される。

温度は、一定値を維持するために、電子装置で制御される。９００℃の設定値を選択するとき、観測された変化は０．５℃未満であった。

燐のドーピング剤を堆積させたシリコンスライスを、ベーキングオーブンの中へ通した。通過は約二十分間続いた。

かくして、得られたシリコンスライスは、燐不純物のすばらしい拡散を有し、高品質の光電池の生産に使用することができた。

連続した或る数のロールからなるベーキングオーブンを示す。

符号の説明

１ ロール
２ 断熱材
３ 抵抗体
４ 抵抗体支持体
５ 間接加熱室の天井
６ 間接加熱室
７ ボールベアリング
８ 軸受支持体
９ フレーム
１０ シャフト支持体
１１ クロスベルト
１２ プーリー
１３ シャフト
１４ ピニオン
１５ チェーン
１６ 電動機
１７ クラウン
１８ 煙突

Claims (7)

1. 半導体材料から出発する、光起電装置用ベーキングオーブンであって、前記ベーキングオーブンの内部での、前記半導体材料のエントレインメントが、セラミック材料で作られ、自身の軸線を中心に回転する一連のロールによって行われる、ベーキングオーブン。
2. （ａ）湾曲した、或いは平らな側壁、天井、底、及びロールの挿入を可能にする横通路によって構成されたハウジングと、
   （ｂ）シャフト及ベルト駆動装置を介して、前記ロールの同時運動を可能にする電動機と、
   （ｃ）前記ハウジング（ａ）の内部の温度を一定に保つための装置と、
   （ｄ）ハウジング（ａ）の断熱装置と、
   （ｅ）ベーキング工程中に形成されたガスの除去装置と、を有する請求項１記載のベーキングオーブン。
3. 前記ハウジング（ａ）は、セラミック材料からなる間接加熱室である、請求項２記載のベーキングオーブン。
4. 前記セラミック材料は、焼結シリカ、石英、及び、シリコンと低い化学的相互作用を有する他の材料の中から選択される、請求項１記載のベーキングオーブン。
5. 一方のロールと他方のロールとの間の距離は、半導体材料が、その回転移動中に、ロールの少なくとも三つに載るような距離である、請求項１記載のベーキングオーブン。
6. 加熱は、電気抵抗体又は赤外線ランプで行われる、請求項１記載のベーキングオーブン。
7. 光起電装置の準備に使用することができる半導体材料は、１００〜５００ミクロンの厚さを有するシリコンスライス、又は、厚さが数ミクロンから１００ミクロンまで変化する薄膜（フィルム）の半導体材料から選択される、請求項１記載のベーキングオーブン。

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