JP2006093434A - Manufacturing method of crystal sheet and solar battery cell manufactured by using crystal sheet manufactured by the method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属材料または半導体材料を含む融液から結晶シートを製造する方法に関する。特に、本発明は、低コストの太陽電池セルを製造する方法に関し、シリコン融液から直接太陽電池用のシリコンシートを製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a crystal sheet from a melt containing a metal material or a semiconductor material. In particular, the present invention relates to a method for producing a low-cost solar cell, and a method for producing a silicon sheet for a solar cell directly from a silicon melt.
従来、太陽電池に用いられている多結晶シリコンシートの製造方法としては、たとえば、不活性雰囲気中でリンまた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坩堝中で加熱溶融させ、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方法がある(特許文献1参照)。このようにして得られた多結晶インゴットから太陽電池用の多結晶シリコンシートを製造するには、インゴットをワイヤーソーや内周刃法などを用いてスライシングすることになる。したがって、多結晶シリコンインゴットのスライス工程が必要となるため、ワイヤーや内周刃の厚み分だけスライスロスが生ずる。そのため、全体としての歩留まりが悪くなり、結果として低価格なシートを提供することが困難となる。 Conventionally, as a method for producing a polycrystalline silicon sheet used in a solar cell, for example, a high-purity silicon material to which a dopant such as phosphorus or boron is added is heated and melted in a crucible in an inert atmosphere. There is a method in which a liquid is poured into a mold and slowly cooled to obtain a polycrystalline ingot (see Patent Document 1). In order to produce a polycrystalline silicon sheet for a solar cell from the thus obtained polycrystalline ingot, the ingot is sliced using a wire saw or an inner peripheral blade method. Therefore, since a slicing step of the polycrystalline silicon ingot is required, a slice loss is generated by the thickness of the wire or the inner peripheral blade. For this reason, the overall yield is deteriorated, and as a result, it is difficult to provide a low-priced sheet.
スライス工程のないシリコンシートの製造方法には、シリコン板の連続鋳造方法がある(特許文献2参照)。この方法は、水平加熱鋳型に溶融シリコンを供給し、水平方向にダミーの黒鉛プレートを挿入し、黒鉛プレートの先端を、厚み制御板下のシリコン融液に直接接触させる。そして、シリコン融液が黒鉛プレートの先端に固着したところで、ローラーを用いてシリコン板を横に引き出す。また、冷却装置のガス吹き出し管からのガスにより冷却して、シリコン板を連続的に製造する構造になっている。したがって、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、太陽電池に使用されているような600μm以下の厚みの制御は困難である。 As a method for producing a silicon sheet without a slicing step, there is a silicon plate continuous casting method (see Patent Document 2). In this method, molten silicon is supplied to a horizontal heating mold, a dummy graphite plate is inserted in the horizontal direction, and the tip of the graphite plate is brought into direct contact with the silicon melt under the thickness control plate. Then, when the silicon melt is fixed to the tip of the graphite plate, the silicon plate is pulled out by using a roller. Further, the silicon plate is continuously manufactured by cooling with the gas from the gas blowing pipe of the cooling device. Therefore, since the thickness of the silicon plate is controlled by pulling out the silicon plate from under the thickness control plate, it is difficult to control the thickness of 600 μm or less as used in solar cells.
他のシリコンシートの製造方法としては、シリコンリボンの製造方法がある(特許文献3参照)。この方法において使用する製造装置は、シリコンの加熱熔融部と、耐熱材で構成された回転冷却体とで概略構成されている。カーボンネットの一端部を予め巻き付けた回転冷却体をシリコン融液に直接接触させることによって、回転冷却体の表面にシリコンリボンを形成する。形成されたシリコンリボンを取り出す場合は、回転冷却体を回転させると同時に巻き付けられたカーボンネットを引き出すことによって、カーボンネットに固着されたシリコンに続くシリコンリボンを連続的に取り出す構造になっている。したがって、成長したシリコンの厚みが非常に薄い場合には、カーボンネットとシリコンとが反応してシリコンリボンが脆くなっているために、引出し途中でシリコンリボンが切れて落下する場合があり、運転を中止しなければならず、生産性が悪くなる。 As another silicon sheet manufacturing method, there is a silicon ribbon manufacturing method (see Patent Document 3). The manufacturing apparatus used in this method is roughly composed of a silicon heating and melting part and a rotary cooling body made of a heat-resistant material. A silicon ribbon is formed on the surface of the rotating cooling body by bringing the rotating cooling body, in which one end of the carbon net is wound in advance, into direct contact with the silicon melt. When the formed silicon ribbon is taken out, the silicon ribbon following the silicon fixed to the carbon net is taken out continuously by rotating the rotating cooling body and pulling out the wound carbon net. Therefore, when the thickness of the grown silicon is very thin, the silicon ribbon reacts with the carbon net and the silicon ribbon becomes brittle. It must be stopped and productivity is reduced.
また、シリコン融液を噴流の圧力によって回転冷却体の外周面に加圧供給する機構が設けられているが、シリコン融液を攪拌することにより圧力を加えているため、成長したシリコンに圧力が加わり欠陥が導入されるおそれがある。また、シリコンの成長速度は、シリコンを溶融状態に保持するためのヒーター温度、浸漬深さ、回転冷却体を循環している冷却ガスの種類とその流量、および、回転冷却体の回転速度などの多数の因子で制御されている。そのために、成長速度を制御しながら安定してシリコンリボンを引き出すのは技術的に困難である。さらに、上記回転冷却体の表面に残ったシリコン細片を掻き取るために楔体を設けているが、成長面である回転冷却体表面に直接接する楔体によって、回転冷却体表面が傷つけられたり、塗布している離型材が削り取られることによって、成長するシリコンリボンの均一性が損なわれるという問題がある。 In addition, there is a mechanism to pressurize and supply the silicon melt to the outer peripheral surface of the rotary cooling body by the pressure of the jet, but since the pressure is applied by stirring the silicon melt, the pressure is applied to the grown silicon. In addition, defects may be introduced. The growth rate of silicon includes the heater temperature for maintaining the silicon in a molten state, the immersion depth, the type and flow rate of the cooling gas circulating in the rotating cooling body, and the rotating speed of the rotating cooling body. It is controlled by a number of factors. Therefore, it is technically difficult to pull out the silicon ribbon stably while controlling the growth rate. Furthermore, a wedge body is provided to scrape the silicon chips remaining on the surface of the rotary cooling body. However, the surface of the rotary cooling body may be damaged by the wedge body that is in direct contact with the surface of the rotary cooling body that is the growth surface. There is a problem that the uniformity of the growing silicon ribbon is impaired by removing the applied release material.
そこで、これらの問題を解決し、低コストで大量生産が可能で、薄く、平坦性に優れたシートを提供するために、図2と図3に示すような凹凸部を有する基板を冷却し、冷却された基板の凹凸部の表面を、金属材料または半導体材料のうち少なくともいずれか一方を含有する材料の融液に接触させ、熔融した材料の結晶を凹凸部の表面に成長させるシートの製造方法が提案されている(特許文献4参照)。また、図4に示すように、基板を基板搬送機構に保持し、基板を融液に浸漬することにより、基板表面にシートを形成するシート製造装置が提案されている(特許文献5と特許文献6参照)。かかる製造装置と製造方法により、良好な柱状結晶構造のシートを製造することができる。
特許文献4において提案されている製造方法は、特にシリコンの多結晶シートを製造する場合には、グラファイト、シリコンナイトライド、シリコンカーバイドを基板として用い、基板がシリコンと異なる熱膨張係数を有することを積極的に利用して、多結晶シートを基板から剥離する。しかしながら、特許文献5と特許文献6において提案されている製造装置では、基板の下に多結晶シートが製造されるので、重力により多結晶シートが落下する可能性が残る。 The manufacturing method proposed in Patent Document 4 uses graphite, silicon nitride, and silicon carbide as a substrate, particularly when manufacturing a polycrystalline sheet of silicon, and the substrate has a thermal expansion coefficient different from that of silicon. The polycrystalline sheet is peeled off from the substrate by actively using it. However, in the manufacturing apparatus proposed in Patent Document 5 and Patent Document 6, since the polycrystalline sheet is manufactured under the substrate, there is a possibility that the polycrystalline sheet falls due to gravity.
本発明の課題は、基板上に形成した結晶シートの落下を防止して、結晶シートを確実に回収することにある。また、薄く、平坦性に優れた結晶シートを低コストで大量生産する方法を提供することにある。さらに、結晶シートを確実に回収することにより、原料ロスを減らし、安価な太陽電池を大量に提供することにある。 The subject of this invention is preventing the fall of the crystal sheet formed on the board | substrate, and recovering a crystal sheet reliably. Another object of the present invention is to provide a method for mass-producing a thin crystal sheet having excellent flatness at low cost. Furthermore, it is to provide a large amount of inexpensive solar cells by reliably recovering the crystal sheet to reduce raw material loss.
本発明の結晶シートの製造方法は、冷却された基板の主面の片面または両面をシート材料の融液に接触させ、シート材料の結晶を基板上に成長させて結晶シートを製造する方法であって、
シート材料は金属材料および/または半導体材料を含有し、
基板は、シート材料からなる母材と、母材の一部または全面を覆う皮膜を有し、皮膜がシート材料と異なる材料からなることを特徴とする。使用する基板は、凸部のピッチが0.05mm以上、5mm以下である凹凸を主面の片面または両面に有する態様が好ましい。
The method for producing a crystal sheet of the present invention is a method for producing a crystal sheet by bringing one or both surfaces of a principal surface of a cooled substrate into contact with a melt of the sheet material and growing crystals of the sheet material on the substrate. And
The sheet material contains a metal material and / or a semiconductor material,
The substrate is characterized in that it has a base material made of a sheet material and a film covering a part or the entire surface of the base material, and the film is made of a material different from the sheet material. It is preferable that the substrate to be used has an uneven surface having a convex pitch of 0.05 mm or more and 5 mm or less on one side or both sides of the main surface.
シート材料がシリコンであり、母材の全面がシリコン酸化膜で覆われ、基板上に成長した多結晶性シリコンシートが、シリコン酸化膜を除去することにより除去される態様が好ましい。シリコン酸化膜には、熱酸化膜が好適である。シリコン酸化膜は、フッ化水素溶液により除去することができる。 Preferably, the sheet material is silicon, the entire surface of the base material is covered with a silicon oxide film, and the polycrystalline silicon sheet grown on the substrate is removed by removing the silicon oxide film. A thermal oxide film is suitable for the silicon oxide film. The silicon oxide film can be removed with a hydrogen fluoride solution.
一方、シート材料がシリコンであり、母材の主面の片面がシリコン酸化膜で覆われ、基板上に成長した多結晶性シリコンシートが、シリコン酸化膜を除去することにより除去される態様が好ましい。シリコン酸化膜には、熱酸化膜が好適であり、常圧CVD法または低圧CVD法により形成したものを好ましく使用できる。また、シリコン酸化膜は、フッ化水素溶液により除去することができる。 On the other hand, it is preferable that the sheet material is silicon, one side of the main surface of the base material is covered with a silicon oxide film, and the polycrystalline silicon sheet grown on the substrate is removed by removing the silicon oxide film. . A thermal oxide film is suitable for the silicon oxide film, and a film formed by an atmospheric pressure CVD method or a low pressure CVD method can be preferably used. The silicon oxide film can be removed with a hydrogen fluoride solution.
形成するシリコン酸化膜は、厚さが0.01mm以上、1mm以下が好適である。また、本発明の多結晶シリコン太陽電池セルは、かかる方法により製造した結晶シートを用いて製造したことを特徴とする。 The silicon oxide film to be formed preferably has a thickness of 0.01 mm or more and 1 mm or less. In addition, the polycrystalline silicon solar battery cell of the present invention is manufactured using a crystal sheet manufactured by such a method.
本発明によれば、基板上に形成した結晶シートの落下を防止して、結晶シートを確実に回収することができる。 According to the present invention, the crystal sheet formed on the substrate can be prevented from falling and the crystal sheet can be reliably recovered.
本発明の結晶シートの製造方法を、図5に例示する。まず、図5(a)に示すような母材52の表面を皮膜53で覆い、基板51を形成する(図5(b))。つぎに、冷却された基板51の主面51a,51bの片面または両面をシート材料の融液54に接触させて、シート材料の結晶を基板51上に成長させて結晶シート55を製造する(図5(c))。結晶シート55は、皮膜53を除去することにより、除去することができる(図5(d))。
The method for producing a crystal sheet of the present invention is illustrated in FIG. First, the surface of a
使用するシート材料は、金属材料および/または半導体材料を含有する。たとえば、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム、砒素、インジウム、リン、ホウ素、アンチモン、亜鉛、スズなどの半導体材料を用いることができ、アルミニウム、ニッケル、鉄などの金属材料を含有させることができる。シート材料の融液の温度は、使用する材料の融点の近傍であると、冷却されている基板が融液に接することにより、湯面凝固を起こすことがあるため、融点より高温とする態様が好ましい。たとえば、シート材料がシリコンである場合、融液の温度は、シリコンの融点1420℃より高い1430℃以上に調整するのが望ましい。 The sheet material used contains a metal material and / or a semiconductor material. For example, a semiconductor material such as silicon, germanium, gallium, arsenic, indium, phosphorus, boron, antimony, zinc, or tin can be used, and a metal material such as aluminum, nickel, or iron can be included. If the temperature of the melt of the sheet material is in the vicinity of the melting point of the material to be used, the surface of the molten metal may be solidified when the substrate being cooled comes into contact with the melt. preferable. For example, when the sheet material is silicon, the temperature of the melt is desirably adjusted to 1430 ° C. or higher, which is higher than the melting point 1420 ° C. of silicon.
使用する基板は、シート材料からなる母材と、母材の一部または全面を覆う皮膜を有する。図1には、母材2の全面を皮膜3が覆う基板1の例を示す。また、図6(b)には、母材62の一部を皮膜63が覆う基板61の例を示す。この皮膜は、シート材料と異なる材料からなる。
The substrate to be used has a base material made of a sheet material and a film covering a part or the entire surface of the base material. In FIG. 1, the example of the board | substrate 1 which the film |
本発明では、基板の母材と、製造しようとする結晶シートとの熱膨張率の差をなくすために、基板の母材と結晶シートに同一の材料を選択する。たとえば、製造しようとする結晶シートがシリコンからなる場合には、基板の母材もシリコンからなるものを用いる。このように母材と結晶シートとの熱膨張率を同じにすることにより、シート材料の融液が降温して基板上で結晶化する際、熱応力に起因するシート材料の基板からの剥離、割れおよび脱落を効果的に防止することができる。したがって、結晶シートを確実に回収できるようになり、原料ロスを少なくし、低コストで大量の結晶シートを供給できるため、安価な多結晶シリコン太陽電池を提供できる。 In the present invention, in order to eliminate the difference in thermal expansion coefficient between the base material of the substrate and the crystal sheet to be manufactured, the same material is selected for the base material of the substrate and the crystal sheet. For example, when the crystal sheet to be manufactured is made of silicon, the base material of the substrate is also made of silicon. Thus, by making the base material and the crystal sheet have the same coefficient of thermal expansion, when the melt of the sheet material cools down and crystallizes on the substrate, the sheet material is peeled from the substrate due to thermal stress, Cracking and falling off can be effectively prevented. Accordingly, the crystal sheet can be reliably recovered, the raw material loss is reduced, and a large amount of crystal sheets can be supplied at low cost, so that an inexpensive polycrystalline silicon solar cell can be provided.
基板表面の皮膜は、結晶シートの回収を行ないやすくする観点から、シート材料と異なる材料、すなわち母材と異なる材料により形成する。皮膜の材料としては、酸化シリコン、炭化珪素、窒化珪素、熱分解炭素などを用いることができる。 The film on the substrate surface is formed of a material different from the sheet material, that is, a material different from the base material from the viewpoint of facilitating the recovery of the crystal sheet. As a material for the film, silicon oxide, silicon carbide, silicon nitride, pyrolytic carbon, or the like can be used.
基板は、主面の片面または両面に凹凸を有するものが好ましい。冷却した基板をシート材料の融液に浸漬すると、基板上の凸部の先端にシート材料の結晶核が発生し、隣りの先端から成長して来た結晶と凹部の上で接触し、結晶シートを安定成長させることができる。凸部は、図2に示すように線状としても有効であり、図3に示すように点状としても有効である。凸部のピッチは、成長する結晶の粒径を大きくする点で、0.05mm以上が好ましい。また、凸部のピッチは、融液との接点を多くすることにより、結晶シートの成長速度を高める点で、5mm以下が好ましい。したがって、凸部のピッチにより結晶シートの厚さを調整することができる。凹部は、V字状の溝またはU字状の溝とすることができる。溝の深さは0.05mm以上が好ましい。溝の深さが0.05mmより浅いと、融液が溝の底にまで到達し、接触面積が大きくなって固着するため、結晶シートの剥離が困難になりやすい。基板は、結晶成長を大きくするため、冷却して用いる。冷却には、直接冷却または間接冷却がある。冷媒は、結晶シートの酸化を防止する点から、窒素またはアルゴンなどの不活性ガスが好ましい。 The substrate preferably has irregularities on one or both sides of the main surface. When the cooled substrate is immersed in the melt of the sheet material, a crystal nucleus of the sheet material is generated at the tip of the convex portion on the substrate, and the crystal grown from the adjacent tip contacts the concave portion, and the crystal sheet Can be grown stably. The convex portion is effective as a line as shown in FIG. 2, and is also effective as a dot as shown in FIG. The pitch of the convex portions is preferably 0.05 mm or more from the viewpoint of increasing the grain size of the growing crystal. Moreover, the pitch of a convex part is 5 mm or less at the point which raises the growth rate of a crystal sheet by increasing a contact with a melt. Therefore, the thickness of the crystal sheet can be adjusted by the pitch of the convex portions. The recess can be a V-shaped groove or a U-shaped groove. The depth of the groove is preferably 0.05 mm or more. If the depth of the groove is shallower than 0.05 mm, the melt reaches the bottom of the groove, and the contact area becomes large and adheres, so that it is difficult to peel off the crystal sheet. The substrate is used after cooling in order to increase crystal growth. Cooling includes direct cooling or indirect cooling. The refrigerant is preferably an inert gas such as nitrogen or argon from the viewpoint of preventing oxidation of the crystal sheet.
シート材料をシリコンとし、シリコンからなる母材の全面または主面の片面をシリコン酸化膜で覆った基板上に多結晶性シリコンシートを成長させ、シリコン酸化膜を除去することにより多結晶シリコンシートを除去して、厚さが0.1mm以上1mm以下の多結晶シリコンシートを採取することができる。また、かかる方法により、使用した基板を同時に再利用可能な状態にすることができる。多結晶シリコンシートの製造方法を、図6に例示する。まず、図6(a)に示すようなシリコン母材62の主面62a,62bのうち片面をシリコン酸化膜63で覆い、基板61を形成する(図6(b))。つぎに、冷却された基板61をシート材料であるシリコンの融液64に接触させて、シート材料の結晶を基板61上に成長させて結晶シート65を製造する(図6(c))。結晶シート65は、シリコン酸化膜63を除去することにより、除去し、採取することができる(図6(d))。
The polycrystalline silicon sheet is grown by removing the silicon oxide film by growing the polycrystalline silicon sheet on the substrate in which the sheet material is silicon and the entire surface of the base material made of silicon or one surface of the main surface is covered with the silicon oxide film. By removing, a polycrystalline silicon sheet having a thickness of 0.1 mm or more and 1 mm or less can be collected. In addition, this method makes it possible to recycle the used substrate at the same time. A method for producing a polycrystalline silicon sheet is illustrated in FIG. First, one of the
シリコン酸化膜は、多結晶シリコンシートと基板との分離のため、厚さを0.01mm以上、1mm以下形成するのが好ましい。シリコン酸化膜の形成は、母材であるシリコンの表面を熱酸化することにより行なうことができる。また、シリコンの全面を熱酸化した後、片面にフォトレジストを塗布し、フォトレジストを塗布していない面をフッ化水素溶液で処理し、表面の熱酸化膜を除去する方法により、母材の片面にシリコン酸化膜を形成することができる。そのほか、母材の表面に常圧CVD法または低圧CVD法により、シリコン酸化物を堆積する方法がある。一方、シリコン酸化膜の除去は、フッ化水素溶液により容易に行なうことができる。 The silicon oxide film is preferably formed to a thickness of 0.01 mm or more and 1 mm or less in order to separate the polycrystalline silicon sheet and the substrate. The silicon oxide film can be formed by thermally oxidizing the surface of silicon as a base material. In addition, after the entire surface of silicon is thermally oxidized, a photoresist is applied to one surface, and the surface not coated with the photoresist is treated with a hydrogen fluoride solution to remove the thermal oxide film on the surface. A silicon oxide film can be formed on one side. In addition, there is a method of depositing silicon oxide on the surface of the base material by an atmospheric pressure CVD method or a low pressure CVD method. On the other hand, the removal of the silicon oxide film can be easily performed with a hydrogen fluoride solution.
実施例1
本実施例においては、図4に示すような装置40を用いて結晶シートを製造した。装置40は、基板搬送機構41を備え、基板搬送機構41は水平方向移動用モータ41bを有し、水平方向移動用モータ41bにより、基板搬送機構41および基板搬送機構41に保持された基板46を、水平方向42に自由に移動することが可能である。
Example 1
In this example, a crystal sheet was manufactured using an
水平方向移動軸42aは垂直方向移動用モータ43bと連結され、水平方向移動軸42aは垂直方向移動軸43aに沿って移動可能である。すなわち、垂直方向移動軸43aを、歯を刻んだリニアレールとし、垂直方向移動用モータ43bを作動させることで、水平方向移動軸42aと、基板搬送機構41と、基板46を、垂直方向43に自由に移動することが可能である。したがって、基板46は、水平方向42と垂直方向43を自由に移動することが可能である。水平方向移動軸42aの下方には、融液45を保持するるつぼ44と、融液45を加熱するための加熱機構44aが配置されている。融液45の上方には、熱遮蔽機構44bが配置されている。
The
このような構造を有する装置40を用いて、まず、比抵抗が2Ω・cmとなるように、ボロンを配合したシリコンをシート材料とし、加熱して1430℃の融液を用意した。つづいて、図4に示すように、融液45から離れた位置Aで、基板46を基板搬送機構41に装着した後、基板46に窒素ガスを600L/分で吹き付けて冷却した(図示していない。)。つぎに、水平方向移動用モータ41bを駆動して融液45の直上にまで基板46を搬送した後、水平方向移動用モータ41bおよび垂直方向移動用モータ43bをそれぞれ独立に駆動させることにより、基板46に任意の軌道を与えながら、基板46をシリコンの融液45に浸漬した。つづいて、融液45から基板46を取出すことで、基板46上に多結晶性シリコンシートを成長させた。最後に、水平方向移動用モータ41bおよび垂直方向移動用モータ43bにより、基板46を、融液45から離れた位置Bまで搬送した後、基板搬送機構41から基板46を取外し、つづいて、多結晶性シリコンシートを採取した。
Using the
この多結晶性シリコンシートの製造工程を図5に示す。まず、図5(a)に示すような母材52の表面を皮膜53で覆い、基板51を形成した(図5(b))。母材52は、上述のシート材料であるボロンを含有したシリコンからなるものを用い、母材を熱酸化することにより、全面に厚さ0.1mmのシリコン酸化膜を形成した。つぎに、冷却された基板51の主面51a,51bのうち片面をシリコンの融液54に接触させて、多結晶性シリコンを基板51上に成長させて結晶シート55を形成した(図5(c))つづいて、フッ化水素溶液に浸漬し,皮膜53を溶解することにより、結晶シート55を除去した(図5(d))。得られた結晶シートの厚さは、厚い部分で0.5mmであり、薄い部分で0.3mmであった。なお、基板は、図2に示すように、線状の凸部を有し、凸部のピッチは1mmであり、凹部にはV字状の溝を有しているものを用いた。基板51をシリコンの融液54に浸漬してから、結晶シート55を除去するまでの間に、結晶シートの剥れ、転落などはなく、採取した多結晶性シリコンシートに割れなどは認められなかった。
The manufacturing process of this polycrystalline silicon sheet is shown in FIG. First, the surface of the
実施例2
基板として、図3に示すような点状の凸部を有し、凸部のピッチが1mmであり、凹部にはV字状の溝を有しているものを用いた以外は実施例1と同様にして結晶シートを製造した。得られた結晶シートの厚さは、厚い部分で0.6mmであり、薄い部分で0.4mmであった。基板をシリコンの融液に浸漬してから、結晶シートを除去するまでの間に、結晶シートの剥れ、転落などはなく、採取した多結晶性シリコンシートに割れは認められなかった。
Example 2
Example 1 except that the substrate has a dot-like convex portion as shown in FIG. 3, the pitch of the convex portion is 1 mm, and the concave portion has a V-shaped groove. A crystal sheet was produced in the same manner. The thickness of the obtained crystal sheet was 0.6 mm at the thick part and 0.4 mm at the thin part. There was no peeling or falling of the crystal sheet between the immersion of the substrate in the silicon melt and the removal of the crystal sheet, and no cracks were observed in the collected polycrystalline silicon sheet.
実施例3
母材の主面の片面にのみ、常圧CVD法により、厚さ0.1mmのシリコン酸化膜を形成して基板とし、シリコン酸化膜を形成した面をシリコンの融液に接触させて、多結晶性シリコンを基板上に成長させた以外は実施例1と同様にして結晶シートを製造した。製造した結晶シートの厚さは、厚い部分で0.6mmであり、薄い部分で0.3mmであった。基板をシリコンの融液に浸漬してから、結晶シートを除去するまでの間に、結晶シートの剥れ、転落などはなく、採取した多結晶性シリコンシートに割れは認められなかった。
Example 3
A silicon oxide film having a thickness of 0.1 mm is formed on one side of the main surface of the base material by atmospheric pressure CVD as a substrate, and the surface on which the silicon oxide film is formed is brought into contact with a silicon melt. A crystal sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that crystalline silicon was grown on the substrate. The thickness of the manufactured crystal sheet was 0.6 mm at the thick part and 0.3 mm at the thin part. There was no peeling or falling of the crystal sheet between the immersion of the substrate in the silicon melt and the removal of the crystal sheet, and no cracks were observed in the collected polycrystalline silicon sheet.
実施例4
実施例1において製造した多結晶性シリコンシートを用いて、太陽電池を製造した。まず、多結晶性シリコンシートを、硝酸とフッ酸との混合溶液でエッチングし、洗浄した後、水酸化ナトリウム溶液を用いてアルカリエッチングを行なった。つぎに、POCl3を拡散し、p型基板にn層を形成した。シート表面に形成されているPSG膜をフッ酸で除去した後、太陽電池の受光面側となるn層上にプラズマCVDを用いてシリコン窒化膜を形成した。
Example 4
Using the polycrystalline silicon sheet produced in Example 1, a solar cell was produced. First, the polycrystalline silicon sheet was etched with a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid, washed, and then alkali-etched with a sodium hydroxide solution. Next, POCl 3 was diffused to form an n layer on the p-type substrate. After the PSG film formed on the sheet surface was removed with hydrofluoric acid, a silicon nitride film was formed on the n layer on the light-receiving surface side of the solar cell using plasma CVD.
つづいて、太陽電池の裏面側となる面に形成されているn層を硝酸とフッ酸との混合溶液でエッチングし、除去した後、p基板を露出させ、その上に裏面電極およびp+層を同時に形成した。つぎに、受光面側の電極をスクリーン印刷法により形成した。その後、半田ディップを行ない、太陽電池を製造した。 Subsequently, the n layer formed on the back surface side of the solar cell is etched and removed with a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid, the p substrate is exposed, and the back electrode and the p + layer are formed thereon. Formed simultaneously. Next, the electrode on the light receiving surface side was formed by a screen printing method. Thereafter, solder dipping was performed to manufacture a solar cell.
製造した太陽電池について、AM1.5、100mW/cm2の照射下にてセル特性の測定を行なった。測定結果は、短絡電流31mA/cm2、開放電圧590mV、フィルファクター0.70、効率12.3%であった。 About the manufactured solar cell, the cell characteristic was measured under irradiation of AM1.5 and 100 mW / cm < 2 >. The measurement results were a short-circuit current of 31 mA / cm 2 , an open-circuit voltage of 590 mV, a fill factor of 0.70, and an efficiency of 12.3%.
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
薄く、平坦性に優れた結晶シートを低コストで大量生産する方法を提供することができる。 A method for mass-producing a thin crystal sheet having excellent flatness at low cost can be provided.
1,51,61 基板、2,52,62 母材、3,53,63 皮膜、54,64 融液、55,65 結晶シート。 1, 51, 61 Substrate, 2, 52, 62 Base material, 3, 53, 63 Film, 54, 64 Melt, 55, 65 Crystal sheet.
Claims (11)
前記シート材料は金属材料および/または半導体材料を含有し、
前記基板は、前記シート材料からなる母材と、母材の一部または全面を覆う皮膜を有し、該皮膜が前記シート材料と異なる材料からなることを特徴とする結晶シートの製造方法。 A method for producing a crystal sheet by contacting one or both surfaces of a principal surface of a cooled substrate with a melt of the sheet material and growing crystals of the sheet material on the substrate,
The sheet material contains a metal material and / or a semiconductor material,
The method for producing a crystal sheet, wherein the substrate has a base material made of the sheet material and a coating covering a part or the entire surface of the base material, and the coating is made of a material different from the sheet material.
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