JP3837038B2 - Crystal sheet manufacturing apparatus, crystal sheet manufacturing method, substrate and solar cell - Google Patents

Crystal sheet manufacturing apparatus, crystal sheet manufacturing method, substrate and solar cell Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、結晶シート製造装置、結晶シート製造方法、基板および太陽電池に関し、より特定的には、融液から結晶シート（板状の基板）を製造する結晶シート製造装置、結晶シート製造方法、この結晶シート製造方法を用いて製造される基板およびこの基板を用いた太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池などに用いられる多結晶シリコン基板は、従来以下のような方法で製造されている。すなわち、まず高純度シリコン材料を準備する。この高純度シリコン材料にリンあるいはボロンなどのドーパントを添加したものを、不活性ガス雰囲気中に配置された坩堝内で過熱溶融させることにより融液とする。融液を鋳型に流し込んで冷却することにより多結晶シリコンインゴットを得る。この多結晶シリコンインゴットをワイヤーソーなどによりスライスするスライス工程を実施する。このようにして、太陽電池に用いられるシリコン基板（シリコンウェハ）を得ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のようなシリコン基板の製造方法では、スライス工程にコストがかかるとともに、スライスのための切りしろはシリコン材料の損失となる。そこで、シリコン基板の低コスト化を図るため、シリコン融液から直接シリコン基板（シリコンシート）を作成する方法が提案されている。たとえば、特願平１１−３６９２９９号においては、回転体を回転することにより、回転体の側面に設置された基体をシリコン融液中に一定時間浸漬させて、この基体表面にシリコンを凝固、成長させる結晶シート製造方法および結晶シート製造装置が開示されている。
【０００４】
図１０を参照して、特願平１１−３６９２９９号に開示された結晶シート製造方法を説明する。図１０は、本発明に関連する技術としての結晶シート製造方法を説明するための模式図である。
【０００５】
図１０を参照して、特願平１１−３６９２９９号に開示された結晶シート製造装置は、回転軸１０６を中心として回転可能な回転体１０３と、この回転体１０３の側壁上に配置された基体１０５ａ〜１０５ｆと、シリコンの融液１０９が保持された坩堝１１０とを備える。坩堝１１０は坩堝台１１１上に配置されている。坩堝１１０は、基体１０５ａ〜１０５ｆが融液１０９に浸漬可能な位置に保持されている。回転体１０３は、回転軸１０６を中心として矢印１２８で示した方向に回転可能になっている。回転体１０３が回転することにより、基体１０５ａ〜１０５ｆは順次坩堝１１０に保持される融液１０９に浸漬される。融液１０９に基体１０５ａ〜１０５ｆが浸漬している間に、基体１０５ａ〜１０５ｆの外周面上にはシリコンが凝固、成長する。基体１０５ａ〜１０５ｆの外周面はほぼ平坦に形成されているので、この平坦な外周面上に平坦なシリコン基板を成長させることができる。
【０００６】
しかし、上述の結晶シート製造方法を発明者がさらに詳細に検討した結果、以下のような問題点があることがわかった。すなわち、図１０を参照して、基体１０５ａ〜１０５ｆの外周面の中央部１３７は回転体１０３の回転に伴って軌跡１２７上を移動する。一方、回転体１０３の回転に伴って、基体１０５ａ〜１０５ｆの外周面の一方端部１２９ａおよび他方端部１２９ｂは軌跡１２６上を移動する。図１０からもわかるように、軌跡１２７は回転軸中心１４０を中心とした、距離Ｒ１を半径とする円を描く。一方、軌跡１２６は、回転軸中心１４０を中心とした、距離Ｒ２を半径とする円を描く。距離Ｒ２は距離Ｒ１より距離Ｄだけ長くなっている。このため、融液１０９中においては、外周面の一方端部１２９ａおよび他方端部１２９ｂは、距離Ｄだけ基体１０５ａ〜ｆの外周面中央部１３７より深い位置にまで浸漬されることになる。
【０００７】
ここで、回転体１０３の回転軸中心１４０から基体１０５ａ〜１０５ｆの外周面中央部１３７までの距離Ｒ１を３５０ｍｍ、基体１０５ａ〜１０５ｆの幅Ｗを１５０ｍｍとする。この場合、距離Ｄは約８ｍｍとなる。そして、この距離Ｄは、基体１０５ａ〜１０５ｆの幅Ｗが大きくなればなるほど、大きくなる。
【０００８】
このように、基体１０５ａ〜１０５ｆにおいて、外周面中央部１３７と一方端部１２９ａおよび他方端部１２９ｂ（以下、端部という）とで浸漬深さに差があることから、基体１０５ａ〜１０５ｆの外周面におけるシリコン基板の成長条件の一つである温度条件が、外周面中央部１３７と端部とで異なってしまう。この結果、基体１０５ａ〜１０５ｆの外周面中央部１３７と端部とで、成長するシリコン基板の厚みや結晶状態が異なることになり、均一なシリコン基板を得ることは困難であった。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、本発明の目的は、平坦かつ均一な結晶シートを低コストで製造することが可能な結晶シート製造装置および結晶シート製造方法、さらにこの結晶シート製造方法を用いて製造される基板およびこの基板を用いた太陽電池を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明に従った結晶シート製造装置は、外周面を有する回転体と、回転体の外周面上に、回転体の回転軸と平行な軸のまわりに回転可能に支持され、融液中に浸漬されることにより結晶シートが形成される表面を有する基体と、回転体の回転軸と平行な軸のまわりに回転した基体の回転角度を決定する基体固定手段とを備える。
【００１５】
この場合、融液に基体を浸漬し始める時の、融液の液面に対する基体の表面がなす角度（侵入角度）を、基体固定手段により決定できる。したがって、基体固定手段を調整することにより、融液の液面に対する基体の侵入角度を任意に変更することが可能になる。
【００１６】
上記結晶シート製造装置において、基体固定手段は、回転体が回転軸を中心として回転する際基体の表面の中央部が描く軌跡上に、表面の端部が位置するように基体の回転角度を決定することが好ましい。
【００１７】
この場合、基体固定手段により基体の回転角度を固定した際には、基体の表面の中央部と端部とが、回転体の回転軸を中心として同じ軌跡上に位置することになる。このため、この状態で基体の端部を融液に浸漬すると、基体の表面の端部が融液中に浸漬される浸漬深さと、表面の中央部が融液中に浸漬される浸漬深さとをほぼ同じにすることができる。この結果、融液中における基体の表面の端部の浸漬深さが表面の中央部の浸漬深さより深くなることを防止できる。したがって、基体の表面における結晶シートの成長条件が、浸漬深さの差により局所的に変化することを抑制できる。
【００１８】
上記結晶シート製造装置において、基体固定手段は、基体が所定の回転角度だけ回転した状態を維持するように、基体に接触する固定部材を含んでいてもよい。固定部材は基体を冷却する冷却手段を備えていてもよい。
【００１９】
この場合、固定部材が基体に接触することにより基体の回転角度を確実に決定できる。また、この固定部材を介して基体の熱を除去することができるので、固定部材とは別に基体を冷却するための冷却装置を設置する場合より結晶シート製造装置の装置構成を簡略化できる。
【００２０】
上記結晶シート製造装置において、回転体の外周面上には基体が複数個配置されていることが好ましい。
【００２１】
この場合、回転体を回転させることにより、複数の基体を連続して融液に浸漬することができる。この結果、結晶シートを連続して製造することができ。したがって、結晶シートの製造効率を向上させることができる。
【００２２】
上記結晶シート製造装置は、基体の表面上に形成された結晶シートを基体から除去するシート取出手段をさらに備えていてもよい。
【００２３】
この場合、基体からシート取出手段により結晶シートを除去したあと、回転体を回転させて再びその基体を融液中に浸漬すれば、連続して結晶シートを製造することができる。この結果、結晶シートの製造効率を向上させることができる。
【００２４】
この発明の他の局面における結晶シート製造方法は、回転体の外周面上に配置された基体を結晶シートの原料である融液に浸漬することにより、基体の表面上に結晶シートを形成する結晶シート製造方法であって、回転体を回転させることにより、基体の表面を融液に浸漬する工程と、融液に基体の表面が浸漬した状態で、回転体を回転させることにより基体を搬送するとともに、融液の液面に対する基体の表面の傾斜角をほぼ一定にした状態で、基体の表面上に結晶シートを形成する工程とを備える。
【００２５】
このようにすれば、基体の表面に結晶シートを形成する際に、融液の液面に対する基体の表面の傾斜角をほぼ一定に保っている（たとえば、基体の表面が融液の液面とほぼ平行になるよう基体の表面を保持する）ので、基体の表面全体について、結晶シートの成長条件をほぼ等しくすることができる。このため、基体の表面上に厚みや膜質の均一な結晶シートを形成することができる。
【００２６】
上記他の局面における結晶シート製造方法では、基体の表面が平坦な表面部分を含むことが好ましい。
【００２７】
この場合、基体の表面部分上に形成される結晶シートは、この表面部分の平坦な表面状態を反映した平坦なシートとなる。したがって、平坦な結晶シートを容易に得ることができる。
【００２８】
上記他の局面における結晶シート製造方法では、基体が回転体の回転軸とほぼ平行な方向に延びる軸まわりに回転可能であってもよい。結晶シートを形成する工程では、基体において融液に浸漬される表面の中央部と端部とについて、融液表面からの浸漬深さがほぼ等しいことが好ましい。
【００２９】
この場合、基体の表面を融液中に浸漬した状態で回転体を回転させる際、基体が上記軸の回りに回転することにより、基体の表面が融液の液面とほぼ平行になるように基体の角度を変えることができる。つまり、基体の表面の中央部と端部とについて、融液表面からの浸漬深さを容易に等しくすることができる（基体の表面全体について、融液に対する浸漬深さをほぼ等しくすることができる）。
【００３０】
上記他の局面における結晶シート製造方法は、回転体の回転軸とほぼ平行な軸のまわりに回転した基体の回転角度を決定する工程を備えていてもよい。
【００３１】
この場合、融液に基体を浸漬し始める時の、融液の液面に対する基体の表面がなす角度（侵入角度）を、この基体の回転角度を決定する工程により決定できる。したがって、基体の回転角度を調整することにより、融液の液面に対する基体の侵入角度を任意に変更することが可能になる。
【００３２】
上記他の局面における結晶シート製造方法において、基体の回転角度を決定する工程は、回転体が回転軸を中心として回転する際基体の表面の中央部が描く軌跡上に、表面の端部が位置するように、基体の回転角度を決定してもよい。
【００３３】
この場合、基体の回転角度を決定する工程を実施することにより、基体の表面の中央部と端部とが、回転体の回転軸を中心として同じ軌跡上に位置することになる。このため、この状態で基体の端部を融液に浸漬すれば、基体の表面の端部が融液中に浸漬される浸漬深さと、表面の中央部が融液中に浸漬される浸漬深さとをほぼ同じにすることができる。この結果、融液中における基体の表面の端部の浸漬深さが表面の中央部の浸漬深さより過剰に深くなることを防止できる。したがって、浸漬深さの差により基体の表面における結晶シートの成長条件が局所的に変化することを抑制できる。
【００３４】
上記他の局面における結晶シート製造方法は基体を冷却する工程を備えていてもよい。
【００３５】
この場合、基体を融液中に浸漬した状態において、基体を冷却することにより基体の温度が過剰に上昇することを防止できる。このため、基体の表面温度を充分低く保つことができるので、基体の表面における結晶シートの成長を促進することができる。また、基体の温度が過剰に上昇することを防止できるので、基体を融液中から引き上げた際の熱衝撃を緩和することができる。
【００３６】
上記他の局面における結晶シート製造方法は、基体の表面上に形成された結晶シートを基体から取外す工程をさらに備えていてもよい。
【００３７】
この場合、基体から結晶シートを取外したあと、回転体を回転させて再びその基体の表面を融液中に浸漬する工程を実施すれば、連続して結晶シートを製造することができる。この結果、結晶シートの製造効率を向上させることができる。
【００３８】
この発明の別の局面における基板は、上記他の局面における結晶シート製造方法を用いて製造される。
【００３９】
このようにすれば、低コストであって厚みおよび膜質の均一な基板を、容易に得ることができる。また、基体の表面を平坦にしておけば、平坦な基板を容易に得ることができる。
【００４０】
この発明のもう一つの局面における太陽電池は、上記別の局面における基板を用いる。
【００４１】
ここで、融液として、たとえばシリコン融液を用いれば、本発明による結晶シート製造方法を用いて結晶シートとしてのシリコン基板を製造することができる。そして、この半導体基板としてのシリコン基板は上述のように厚みおよび膜質が均一な基板であり、その製造コストも低く押さえることができる。また、上記基板は平坦でありかつ膜厚・膜質が均一であるため、端面の切断加工以外、基板表面の研削加工や研磨加工などを行なうことなく、そのまま太陽電池用の基板として利用できる。したがって、このような基板を太陽電池に適用することにより、太陽電池の製造コストを低減できる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００４３】
図１は、本発明による結晶シート製造装置を示す模式図である。図１を参照して、本発明による結晶シート製造装置を説明する。
【００４４】
図１を参照して、結晶シート製造装置１は、チャンバ２と、このチャンバ２の内部に配置された回転体３と、融液９を保持する坩堝１０と、チャンバ２に隣接して配置された前室１３と、前室１３の内部に配置されたシート取出装置１５と、このシート取出装置１５によって取出された結晶シート２２を保管するストッカ２０とを備える。チャンバ２の内部は高真空状態とすることができる。チャンバ２の内壁面上には断熱材が設置されている。回転体３は、回転軸６を中心として矢印２８の方向に回転可能となっている。回転体３の外周面上には、複数の支持アーム８が設置されている。この支持アーム８には、それぞれ支持基板４ａ〜４ｆがピン２４により回転可能に接続されている。この支持基板４ａ〜４ｆの外周面上には基体５ａ〜５ｆがそれぞれ設置されている。支持基板４ａ〜４ｆと基体５ａ〜５ｆとにより、本発明の基体が構成される。また、回転体３の外周部において、支持アーム８の間に位置する領域には基体固定手段としての傾きストッパ部材７ａ〜７ｆが配置されている。
【００４５】
回転体３の下に位置する領域には、融液９を保持する坩堝１０が配置されている。融液９としては、シリコン融液を用いている。坩堝１０は、坩堝台１１上に設置されている。坩堝台１１には、昇降モータ１２が接続され、この昇降モータ１２の動作により坩堝台１１は矢印２５に示した方向に昇降可能となっている。
【００４６】
前室１３にはシート取出装置１５が設置されている。シート取出装置１５は、回転軸１８を中心として回転可能になっている。そして、シート取出装置１５のシート取出ロッド１６は、このシート取出装置１５の本体から矢印３８に示す方向に伸縮可能となっている。シート取出ロッド１６の先端部には吸着パッド１７が設置されている。この吸着パッド１７により基体５ａ〜５ｆの表面に形成された結晶シート２１を吸着保持できる。このシート取出装置１５により、後述するように結晶シート２１を基体５ａ〜５ｆから取外したあと、その結晶シート２１をストッカ２０の内部に収納できる。
【００４７】
回転体３の内部には、回転軸６の内部からこの回転体３、支持基板４ａ〜４ｆおよび基体５ａ〜５ｆを冷却するための冷却用ガスもしくは冷却用液体などの冷却用媒体が供給されている。回転体３に供給された冷却用ガスあるいは冷却用液体は回転体３の内部に形成された媒体用流路を巡回した後、再び回転軸６に形成された排出口（図示せず）から回転体３の外部へと排出される。このような冷却機能を備えることにより、回転体３が必要以上に加熱されることを防止できる。
【００４８】
また、後述するように、支持基板４ａ〜４ｆは支持アーム８に回転可能に設置されているため、回転体３の回転に伴ってこの支持基板４ａ〜４ｆの端部は回転体３の外周部に設置された傾きストッパ部材７ａ〜７ｆと接触する。このため、基体５ａ〜５ｆの表面に結晶シートを形成する際に、基体５ａ〜５ｆおよび支持基板４ａ〜４ｆに蓄積された熱を、傾きストッパ部材７ａ〜７ｆを介してこの冷却用ガスあるいは冷却用液体によって除去することができる。
【００４９】
基体５ａ〜５ｆの材料としては、耐熱性に優れた黒鉛をベースとした材料を用いる。ただし、基体５ａ〜５ｆの材料は、融液９の温度よりもその融点が高い材料であればよい。なお、ここでは融液９としてシリコン融液を用いているため、シリコンの融液９の温度よりも融点の高い材料を基体５ａ〜５ｆの材料として用いることができる。また、この基体５ａ〜５ｆの材料としては、融液９との反応性の少ない材料であることがより好ましい。たとえば、融液９としてシリコン融液を用いる場合、炭化珪素、石英、窒化珪素、アルミナ、酸化ジルコニウムなどを基体５ａ〜５ｆの材料として用いることができる。
【００５０】
坩堝１０内に保持された融液９の液面と回転体３に設置された基体５ａ〜５ｆとの間の距離は、昇降モータ１２を用いて坩堝１０を設置している坩堝台１１の高さを変更することにより容易に制御することができる。
【００５１】
以下、図１に示した結晶シート製造装置１の動作を簡単に説明する。
図１に示した結晶シート製造装置１では、回転体３が矢印２８の方向に回転することにより、基体５ａ〜５ｆが坩堝１０の内部に保持された融液９に部分的に順次浸漬される。融液９に基体５ａ〜５ｆが浸漬された状態において、基体５ａ〜５ｆの表面に融液が凝固した結晶シート２１が形成される。回転体３の回転に伴って、その表面に結晶シート２１が形成された基体５ａ〜５ｆが融液９から引き上げられる。そして、基体５ａ〜５ｆの表面に形成されている結晶シート２１は、シート取出装置１５により基体５ａ〜５ｆから取外される。
【００５２】
シート取出装置１５は、回転軸１８を中心として回転可能になっている。回転軸１８には、駆動手段としてのモータ（図示せず）が接続されている。このモータの駆動により回転軸１８を中心としてシート取出装置１５を回転させることができる。シート取出装置１５が設置された前室１３は、チャンバ２に隣接して設置され、この前室１３の内部もチャンバ２の内部と同様に高真空状態を実現することができるように気密性が保たれている。チャンバ２と前室１３との間には、シャッタ１４が設置されている。このシャッタ１４を開閉することにより、チャンバ２の内部と前室１３の内部とを分離することができる。なお、シート取出装置１５を用いて結晶シート２１を取出す際には、このシャッタ１４は開状態となる。
【００５３】
シート取出装置１５の動作は、概略以下のようなものである。すなわち、結晶シート２１をチャンバ２の内部から取出す際には、まずシャッタ１４が開状態となる。そして、シート取出装置１５が図１に示したような角度となるまで回転軸１８を中心にシート取出装置１５が回転する。そして、シート取出ロッド１６が回転体３に近づく方向に延びることにより、このシート取出ロッド１６の先端部に設置されている吸着パッド１７が基体５ｄの表面に形成された結晶シート２１に接触する。
【００５４】
このとき、基体５ｄおよび支持基板４ｄは、回転体３の外周面に配置された支持アーム８に回転可能に取付けられているため、吸着パッド１７が結晶シート２１と確実に接触するように基体５ｄの傾き角度を変更することができる（吸着パッド１７を基体５ｄ表面に形成された結晶シート２１に押圧することにより、結晶シート２１の表面に吸着パッド１７が確実に接触するように、基体５ｄおよび支持基板４ｄの傾き角度が変更される）。この後、吸着パッド１７により結晶シート２１が吸着され、この結晶シート２１が吸着パッド１７に保持される。次に、シート取出ロッド１６が回転体３から離れる方向側へと後退することにより、基体５ｄから結晶シート２１を取外すことができる。
【００５５】
結晶シート２１を吸着パッド１７により保持した状態でシート取出ロッド１６が十分後退した後、回転軸１８を中心としてシート取出装置１５を回転させる。このとき、吸着パッドに保持された結晶シート２１がストッカ２０の上に位置するまで、シート取出装置１５は回転する。その後、シート取出ロッド１６が下方向（ストッカ２０の方向）に延びる。ストッカ２０の内部に結晶シート２１を配置した状態で、吸着パッド１７の吸着動作を解除することにより、結晶シート２１をストッカ２０の内部に収納する。その後、シート取出ロッド１６は、回転軸１８の方向へと後退する。このようにして、結晶シート２１をストッカ２０の内部に配置することができる。ストッカ２０の内部には、上記のような工程により基体５ａ〜５ｆから順次取外された結晶シート２２が複数枚保持される。
【００５６】
ストッカ２０に結晶シート２２を所定の枚数収納した後、前室１３の側壁２３に設けられたシャッタ１９を開放して、この開放部から前室１３の外部へとストッカ２０は取出される。そして、ストッカ２０の内部に保持された結晶シート２２は、太陽電池を形成する後工程など所定の工程を実施するため、他の処理装置へと搬送される。
【００５７】
図１に示した結晶シート製造装置１では、回転体３の側面上に支持基板４ａ〜４ｆおよび基体５ａ〜５ｆが回転可能に設置されていることにより、基体５ａ〜５ｆの表面上に厚みおよび膜質の均質な結晶シート２１を形成できる。以下、図２〜６を参照して、基体５ａ〜５ｆの表面上に結晶シート２１を凝固・成長させる工程を詳細に説明する。図２〜６は、結晶シートを凝固・成長させる工程を説明するための模式図である。なお、以下の図２〜６においては、回転体３の側面上に設置された基体５ａ〜５ｆのうち、１つの基体である５ａに注目して結晶シート製造装置の動作を説明する。
【００５８】
図２に示すように、回転体３が矢印２８の方向に回転する際、坩堝１０に保持された融液９に浸漬される前の支持基板４ａおよび基体５ａは、支持アーム８に接続された接続部であるピン２４を中心として反時計方向に回転する。支持基板４ａの一方端部３０ａは基体固定手段としての傾きストッパ部材７ａに接触した状態となっている。このように、支持基板４ａの一方端部３０ａが傾きストッパ部材７ａに接触することにより、この支持基板４ａおよび基体５ａの傾き角度が固定されている。
【００５９】
このようにすれば、融液９に基体５ａを浸漬し始める時の、融液９の液面３２に対する基体５ａの表面３１がなす角度（侵入角度）を、基体固定手段としての傾きストッパ部材７ａにより決定できる。したがって、傾きストッパ部材７ａにおいて支持基板４ａに接触する面の位置を調整することにより、融液９の液面３２に対する基体５ａの侵入角度を任意に変更することが可能になる。
【００６０】
また、このとき基体５ａの一方端部２９ａは、回転体３の回転に伴って基体５ａの中央部３７が描く軌跡２７上に位置している。このような状態で回転体３が矢印２８の方向に回転することにより、基体５ａの一方端部２９ａから基体５ａが融液９に浸漬される。
【００６１】
この場合、傾きストッパ部材７ａにより基体５ａの回転角度を固定した際には、基体５ａの表面３１の中央部３７と一方端部２９ａとが、上述のように回転体３の回転軸６を中心として同じ軌跡２７上に位置することになる。このため、この状態で回転体３を回転することにより基体５ａの一方端部２９ａを融液９に浸漬すると、基体５ａの表面３１の一方端部２９ａが融液９中に浸漬される浸漬深さと、表面３１の中央部３７が融液９中に浸漬される浸漬深さとをほぼ同じにすることができる。この結果、融液９中における基体５ａの表面３１における一方端部２９ａの浸漬深さが表面３１の中央部３７の浸漬深さより深くなることを防止できる。したがって、基体５ａの表面３１における結晶シートの成長条件が、浸漬深さの差により局所的に変化することを抑制できる。
【００６２】
ここで、図１０に示した結晶シート製造装置では、基体１０５ａの中央部１３７よりも一方端部１２９ａの方が融液１０９に対する浸漬時間は長くなる（また、融液１０９に対する浸漬深さも深くなる）ため、基体１０５ａの中央部１３７の温度よりも一方端部１２９ａの温度が高くなる傾向であった。このため、図１０に示した結晶シート製造装置では、この基体１０５ａの一方端部１２９ａにおいて形成される結晶シートの厚みや表面状態が他の領域とは異なった状態となり、均一な結晶シートを得ることが難しかった。このような問題を解決するため、本発明による結晶シート製造装置１では、この基体５ａの一方端部２９ａに加えられる熱を、支持基板４ａを介して回転体３に設置された固定部材としての傾きストッパ部材７ａへと伝達させることにより、この一方端部２９ａの温度が過剰に上昇することを防止している。
【００６３】
このように、傾きストッパ部材７ａは、基体５ａの表面３１の傾き角度を決定すると同時に、基体５ａから熱を除去するための冷却手段としての作用を有する。このため、基体５ａを冷却するために別途冷却装置などを設ける場合より、結晶シート製造装置の装置構成を簡略化できる。
【００６４】
次に、回転体３が矢印２８の方向にさらに回転していくと、図３に示すように、傾きストッパ部材７ａによって傾き角度が決定されていた支持基板４ａおよび基体５ａが、融液９の液面３２に対してほぼ平行な状態となる。そして、図３に示した状態からさらに回転体３が矢印２８の方向に回転すると、支持基板４ａおよび基体５ａは支持アーム８とピン２４によって回転可能に接続されていることから、この支持基板４ａと基体５ａとがピン２４を中心として自重により時計回り方向に回転する。この結果、回転体３の回転に伴って、基体５ａの表面３１が融液９の液面３２とほぼ平行な状態に維持されたまま、基体５ａが融液９中を移動することになる。
【００６５】
このようにすれば、基体５ａの表面３１全体について、融液９に対する浸漬深さをほぼ等しくすることができる。この結果、基体５ａの表面３１における結晶シートの成長条件をほぼ等しくすることができるので、基体５ａの表面上に均一な結晶シートを形成することができる。
【００６６】
次に、図４に示すように、基体５ａの中央部３７が融液９の液面３２から最も深い位置に到達した状態において、回転体３の回転速度を下げる。また、このとき回転体３を、図４に示したような状態で一旦停止させてもよい。このようにすれば、基体５ａの中央部３７、一方端部２９ａおよび他方端部２９ｂを、融液９の液面３２に対してほぼ平行な位置に配置された状態（すなわち、基体５ａの表面３１が融液９の液面３２とほぼ平行な状態）にすることができる。この結果、基体５ａの表面３１に結晶シートを成長させるための条件として最も良好な条件を得ることができる。回転体３を停止させれば、結晶の成長状態を特に安定させることができ、膜厚や膜質の均一な結晶シートの成長を促進することができる。このようにして、結晶シートを形成する工程を実施する。
【００６７】
次に、基体５ａの表面において十分に結晶シートが成長したタイミングで、回転体３を矢印２８の方向へとさらに回転させる。このとき、支持基板４ａおよび基体５ａは、基体５ａの表面３１が融液９の液面３２とほぼ平行な状態を保ったまま、自重モーメントによってピン２４を中心として回転する。支持基板４ａのほぼ中央部にピン２４は接続されている。このため、自重モーメントにより基体５ａの表面３１が水平方向（すなわち融液９の液面３２とほぼ平行な方向）となる状態を保つことができる。
【００６８】
そして、回転体３がさらに回転するにつれて回転体３に対して支持基板４ａおよび基体５ａが時計回りに回転することにより、図５に示すように、支持基板４ａの他方端部３０ｂが傾きストッパ部材７ｆの表面に接触する。このように他方端部３０ｂが傾きストッパ部材７ｆの表面に接触した際、基体５ａの他方端部２９ｂは、基体５ａの中央部３７が描く軌跡２７上に位置することになる。
【００６９】
次に、回転体３がさらに矢印２８の方向に回転することにより、図６に示すように、基体５ａが融液９から引上げられる。基体５ａの表面には結晶シート（図示せず）が形成されている。このとき、支持基板４ａの他方端部３０ｂが、冷却部材として作用する傾きストッパ部材７ｆと接触しているので、支持基板４ａを介して傾きストッパ部材７ｆにより基体５ａの熱を除去することができる。この結果、融液９から基体５ａを取出した際の急激な温度低下に起因するサーマルショックを緩和することができる。
【００７０】
このように、基体５ａを融液９から引上げる際、基体５ａの他方端部２９ｂは、基体５ａの中央部３７が描く軌跡２７上に位置しているので、従来のようにこの他方端部２９ｂが融液９の深い領域（軌跡２６により示される領域）にまで浸漬されることを防止できる。このため、基体５ａの表面に均一な膜質の結晶シートを形成することができる。なお、軌跡２６は、図４に示した状態で基体５ａの一方端部２９ａおよび他方端部２９ｂの位置が固定されたと仮定した場合の、回転体３が回転する際に一方端部２９ａおよび他方端部２９ｂが描く軌跡である。
【００７１】
図２〜６に示したように、本発明による結晶シート製造装置１では、融液９に基体５ａを浸漬させている間、すなわち図３〜５に示したように従来よりも長い時間、基体５ａの表面３１を融液９の液面３２と平行な状態に保つことができる。このため、基体５ａの表面３１に結晶シートを形成する際の結晶成長条件を基体５ａの表面３１の全体にわたって均一にすることができる。この結果、厚みや膜質などの均一な結晶シートを得ることができる。
【００７２】
本発明による結晶シート製造装置１によって作製されたシリコンの結晶シートを太陽電池の材料として用いた場合、その太陽電池における発電効率は約１２％であった。
【００７３】
また、基体５ａ〜５ｆの表面３１は平坦であるため、本発明による結晶シート製造装置１によって得られた結晶シートは、製造時の段階から平坦な形状を有している。このため、本発明による結晶シート製造装置１によって得られる結晶シートの後処理としては、端面切断など、必要最小限の加工などを行なえばよい（つまり、基板表面の研磨や研削といった平坦性を確保するための工程を実施する必要がない）。したがって、平坦な結晶シートを得るため、曲面を有する結晶シート（たとえば、円筒状の回転冷却体における側面の一部をシリコンの融液に浸漬し、この回転冷却体を回転させながら円筒面に凝固するシリコンリボンを連続的に引出すことにより得られるシリコン結晶シート）を平坦な形状へと加工する工程を省くことができるので、結晶シートの製造コストを低減することができる。
【００７４】
また、図１に示した結晶シート製造装置１では、回転体３の外周面上に複数の支持基板４ａ〜４ｆおよび基体５ａ〜５ｆを配置しているので、回転体３を回転させることにより、連続して基体５ａ〜５ｆの表面上に結晶シートを製造することができる。そのため、結晶シートの製造効率を向上させることができる。
【００７５】
また、図１に示した結晶シート製造装置では、シート取出手段としてのシート取出装置１５が設置されているので、結晶シートが形成された基体５ａ〜５ｆから結晶シートをこのシート取出装置１５により順次取出すことにより、連続して結晶シートを製造することができる。
【００７６】
なお、基体５ａ〜５ｆの表面３１は平滑な表面であってもよいが、図７〜９に示すように表面３１に凹凸形状を形成してもよい。図７〜９は、本発明による結晶シート製造装置の変形例を説明するための部分斜視模式図である。図７〜９は、基体５ａ〜５ｆの表面３１の一部を拡大して示したものである。
【００７７】
図７に示すように、基体５ａの表面３１に所定の方向に延在する凸部３３を複数形成してもよい。この凸部３３の断面形状はほぼ三角形状である。たとえば、図７に示した基体５ａにおいては、その表面にＶ字型の溝３５を、ピッチが１ｍｍ、深さが１ｍｍという条件で形成する。このようにすれば、図７に示したような構造を容易に得ることができる。なお、この溝３５が延びる方向（凸部３３の延びる方向）は、回転体３の回転方向に対して平行に延びるように配置してもよい。また、この溝３５の延びる方向を、回転体３の回転方向に対してほぼ垂直方向に延びるように配置してもよい。
【００７８】
また、図８に示すように、基体５ａの表面３１に半円状の溝３５を所定の方向に延びるように複数形成してもよい。このようにすれば、所定の方向に延びる凸部３４を複数形成することができる。
【００７９】
また、図９に示すように、基体５ａの表面３１に四角錐状の凸部３６をマトリックス状に複数個形成してもよい。
【００８０】
このようにすれば、凸部３３、３４、３６の先端が結晶シートの結晶成長の起点となる。この結果、結晶シート２１において、基体５ａの表面と接触していた部分においてこのような凸部３３、３４、３６の形状に沿うように周期的な凹凸形状（コルゲート型）の表面構造を形成できる。このように結晶シート２１の表面にコルゲート型の構造を形成することにより、結晶シート２１の機械的強度を高めることができる。この結果、結晶シート２１を後工程などでハンドリングする際に、結晶シート２１の強度不足によりこの結晶シート２１が欠損するといった問題の発生を抑制できる。
【００８１】
また、図９に示したような基体５ａを用いる場合、結晶シート２１の結晶成長の起点となる凸部３６が基体５ａの表面にマトリックス状にほぼ均一に分布していることから、結晶シート２１においては、結晶粒径がほぼ均一にそろった柱状結晶が形成されることになる。すなわち、図９に示したような表面構造を有する基体５ａを用いれば、結晶シート２１の形状を乱す樹枝状晶の発生を抑制する効果が高い。
【００８２】
今回開示された実施の形態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実施の形態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。
【００８３】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、回転体の外周面上に設置されるとともに、回転体の回転軸と平行な軸の回りに回転可能に支持される基体を備える結晶シート製造装置を用いることにより、基体の表面の全体について融液中での浸漬深さをほぼ均一にすることができる。このため、基体の表面上に結晶シートを形成する際のプロセス条件をほぼ均一に保つことができる。この結果、膜厚や膜質の均一な結晶シートを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による結晶シート製造装置を示す模式図である。
【図２】 結晶シートを凝固・成長させる工程の第１工程を説明するための模式図である。
【図３】 結晶シートを凝固・成長させる工程の第２工程を説明するための模式図である。
【図４】 結晶シートを凝固・成長させる工程の第３工程を説明するための模式図である。
【図５】 結晶シートを凝固・成長させる工程の第４工程を説明するための模式図である。
【図６】 結晶シートを凝固・成長させる工程の第５工程を説明するための模式図である。
【図７】 本発明による結晶シート製造装置の変形例を説明するための部分斜視模式図である。
【図８】 本発明による結晶シート製造装置の変形例を説明するための部分斜視模式図である。
【図９】 本発明による結晶シート製造装置の変形例を説明するための部分斜視模式図である。
【図１０】 本発明に関連する技術としての結晶シート製造方法を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１ 結晶シート製造装置、２ チャンバ、３ 回転体、４ａ〜４ｆ 支持基板、５ａ〜５ｆ 基体、６ 回転軸、７ａ〜７ｆ 傾きストッパ部材、８ 支持アーム、９ 融液、１０ 坩堝、１１ 坩堝台、１２ 昇降モータ、１３ 前室、１４ シャッタ、１５ シート取出装置、１６ シート取出ロッド、１７ 吸着パッド、１８ 回転軸、２０ ストッカ、２１，２２ 結晶シート、２３ 側壁、２４ ピン、２５，２８，３８ 矢印、２６，２７ 軌跡、２９ａ 一方端部、２９ｂ 他方端部、３０ａ 支持基板の一方端部、３０ｂ 支持基板の他方端部、３１ 表面、３２ 液面、３３，３４，３６ 凸部、３５ 溝、３７ 中央部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a crystal sheet manufacturing apparatus, a crystal sheet manufacturing method, a substrate, and a solar cell, and more specifically, a crystal sheet manufacturing apparatus, a crystal sheet manufacturing method, and a crystal sheet manufacturing method for manufacturing a crystal sheet (plate-shaped substrate) from a melt, It is related with the board | substrate manufactured using this crystal sheet manufacturing method, and the solar cell using this board | substrate.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a polycrystalline silicon substrate used for a solar cell or the like is manufactured by the following method. That is, first, a high-purity silicon material is prepared. A material obtained by adding a dopant such as phosphorus or boron to this high-purity silicon material is heated and melted in a crucible placed in an inert gas atmosphere to obtain a melt. A polycrystalline silicon ingot is obtained by pouring the melt into a mold and cooling. A slicing step of slicing the polycrystalline silicon ingot with a wire saw or the like is performed. In this way, a silicon substrate (silicon wafer) used for solar cells can be obtained.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method for manufacturing a silicon substrate as described above, the slicing process is costly and the margin for slicing is a loss of silicon material. Therefore, in order to reduce the cost of the silicon substrate, a method of directly producing a silicon substrate (silicon sheet) from a silicon melt has been proposed. For example, in Japanese Patent Application No. 11-369299, by rotating a rotating body, a base placed on the side of the rotating body is immersed in a silicon melt for a certain time, and silicon is solidified and grown on the surface of the base. A crystal sheet manufacturing method and a crystal sheet manufacturing apparatus are disclosed.
[0004]
The crystal sheet manufacturing method disclosed in Japanese Patent Application No. 11-369299 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a crystal sheet manufacturing method as a technique related to the present invention.
[0005]
Referring to FIG. 10, the crystal sheet manufacturing apparatus disclosed in Japanese Patent Application No. 11-369299 includes a rotating body 103 that can rotate around a rotating shaft 106 and a base body disposed on a side wall of the rotating body 103. 105a to 105f, and a crucible 110 in which a silicon melt 109 is held. The crucible 110 is disposed on the crucible base 111. The crucible 110 is held at a position where the bases 105 a to 105 f can be immersed in the melt 109. The rotating body 103 is rotatable in the direction indicated by the arrow 128 around the rotating shaft 106. As the rotator 103 rotates, the base bodies 105a to 105f are sequentially immersed in the melt 109 held in the crucible 110. While the bases 105a to 105f are immersed in the melt 109, silicon is solidified and grows on the outer peripheral surfaces of the bases 105a to 105f. Since the outer peripheral surfaces of the base bodies 105a to 105f are substantially flat, a flat silicon substrate can be grown on the flat outer peripheral surface.
[0006]
However, as a result of the inventors studying the above-described crystal sheet manufacturing method in more detail, it has been found that there are the following problems. That is, referring to FIG. 10, the central portion 137 of the outer peripheral surfaces of the base bodies 105 a to 105 f moves on the locus 127 as the rotating body 103 rotates. On the other hand, as the rotating body 103 rotates, the one end portion 129a and the other end portion 129b of the outer peripheral surfaces of the base bodies 105a to 105f move on the locus 126. As can be seen from FIG. 10, the locus 127 draws a circle centered on the rotation axis center 140 and having a radius of the distance R1. On the other hand, the locus 126 draws a circle centered on the rotation axis center 140 and having a radius of the distance R2. The distance R2 is longer than the distance R1 by the distance D. For this reason, in the melt 109, the one end portion 129a and the other end portion 129b of the outer peripheral surface are immersed to a position deeper than the central portion 137 of the outer peripheral surface of the bases 105a to 105f by the distance D.
[0007]
Here, a distance R1 from the rotation axis center 140 of the rotating body 103 to the outer peripheral surface central portion 137 of the base bodies 105a to 105f is 350 mm, and a width W of the base bodies 105a to 105f is 150 mm. In this case, the distance D is about 8 mm. The distance D increases as the width W of the base bodies 105a to 105f increases.
[0008]
As described above, in the bases 105a to 105f, there is a difference in the immersion depth between the central portion 137 of the outer peripheral surface, the one end 129a and the other end 129b (hereinafter referred to as the end). The temperature condition, which is one of the growth conditions of the silicon substrate on the surface, differs between the outer peripheral surface central portion 137 and the end portion. As a result, the thickness and crystal state of the growing silicon substrate differ between the outer peripheral surface central portion 137 and the end portions of the base bodies 105a to 105f, and it was difficult to obtain a uniform silicon substrate.
[0009]
The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a crystal sheet manufacturing apparatus and a crystal sheet manufacturing apparatus that can manufacture a flat and uniform crystal sheet at low cost. It is providing the method, the board | substrate manufactured using this crystal sheet manufacturing method, and the solar cell using this board | substrate.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
A crystal sheet manufacturing apparatus according to the present invention includes a rotating body having an outer peripheral surface, and is supported on the outer peripheral surface of the rotating body so as to be rotatable about an axis parallel to the rotation axis of the rotating body and immersed in the melt. And a substrate fixing means for determining a rotation angle of the substrate rotated around an axis parallel to the rotation axis of the rotating body.
[0015]
In this case, the angle (intrusion angle) formed by the surface of the substrate with respect to the melt surface when the substrate starts to be immersed in the melt can be determined by the substrate fixing means. Therefore, by adjusting the substrate fixing means, it is possible to arbitrarily change the penetration angle of the substrate with respect to the liquid surface of the melt.
[0016]
Up Conclusion In the crystal sheet manufacturing apparatus, the substrate fixing means determines the rotation angle of the substrate so that the end of the surface is positioned on the locus drawn by the center of the surface of the substrate when the rotating body rotates about the rotation axis. It is preferable.
[0017]
In this case, when the rotation angle of the substrate is fixed by the substrate fixing means, the center portion and the end portion of the surface of the substrate are positioned on the same locus with the rotation axis of the rotating body as the center. Therefore, when the end of the substrate is immersed in the melt in this state, the immersion depth at which the end of the surface of the substrate is immersed in the melt and the immersion depth at which the center of the surface is immersed in the melt Can be made almost the same. As a result, it is possible to prevent the immersion depth at the end of the surface of the substrate in the melt from becoming deeper than the immersion depth at the center of the surface. Therefore, it can suppress that the growth conditions of the crystal sheet on the surface of the substrate change locally due to the difference in immersion depth.
[0018]
Up Conclusion In the crystal sheet manufacturing apparatus, the substrate fixing means may include a fixing member that contacts the substrate so that the substrate is maintained in a state of being rotated by a predetermined rotation angle. The fixing member may include a cooling means for cooling the base.
[0019]
In this case, the rotation angle of the base can be reliably determined by the fixing member coming into contact with the base. In addition, since the heat of the substrate can be removed via the fixing member, the apparatus configuration of the crystal sheet manufacturing apparatus can be simplified as compared with the case where a cooling device for cooling the substrate is provided separately from the fixing member.
[0020]
Up Conclusion In the crystal sheet manufacturing apparatus, it is preferable that a plurality of substrates are arranged on the outer peripheral surface of the rotating body.
[0021]
In this case, by rotating the rotating body, a plurality of substrates can be continuously immersed in the melt. As a result, the crystal sheet can be produced continuously. Therefore, the production efficiency of the crystal sheet can be improved.
[0022]
Up Conclusion The crystal sheet manufacturing apparatus may further include sheet take-out means for removing the crystal sheet formed on the surface of the substrate from the substrate.
[0023]
In this case, after removing the crystal sheet from the substrate by the sheet take-out means, the crystal can be continuously manufactured by rotating the rotating body and immersing the substrate again in the melt. As a result, the production efficiency of the crystal sheet can be improved.
[0024]
According to another aspect of the present invention, there is provided a crystal sheet manufacturing method comprising: a crystal that forms a crystal sheet on a surface of a substrate by immersing a substrate disposed on an outer peripheral surface of a rotating body in a melt that is a raw material of the crystal sheet. A sheet manufacturing method, in which a rotating body is rotated to immerse the surface of the substrate in the melt, and the substrate is transported by rotating the rotating body in a state where the surface of the substrate is immersed in the melt. And a step of forming a crystal sheet on the surface of the substrate in a state where the inclination angle of the surface of the substrate with respect to the liquid surface of the melt is substantially constant.
[0025]
In this way, when the crystal sheet is formed on the surface of the substrate, the inclination angle of the surface of the substrate with respect to the liquid surface of the melt is kept substantially constant (for example, the surface of the substrate is the same as the liquid surface of the melt). Therefore, the crystal sheet growth conditions can be made substantially equal over the entire surface of the substrate. For this reason, a crystal sheet having a uniform thickness and film quality can be formed on the surface of the substrate.
[0026]
In the crystal sheet manufacturing method according to the other aspect, it is preferable that the surface of the substrate includes a flat surface portion.
[0027]
In this case, the crystal sheet formed on the surface portion of the substrate is a flat sheet reflecting the flat surface state of the surface portion. Therefore, a flat crystal sheet can be easily obtained.
[0028]
In the crystal sheet manufacturing method in the other aspect described above, the substrate may be rotatable around an axis extending in a direction substantially parallel to the rotation axis of the rotating body. In the step of forming the crystal sheet, it is preferable that the immersion depth from the melt surface is substantially equal for the center portion and the end portion of the surface immersed in the melt in the substrate.
[0029]
In this case, when the rotating body is rotated with the surface of the substrate immersed in the melt, the substrate rotates about the axis so that the surface of the substrate is substantially parallel to the liquid surface of the melt. The angle of the substrate can be changed. That is, the immersion depth from the melt surface can be easily made equal for the center portion and the end portion of the surface of the substrate (the immersion depth for the melt can be made almost equal for the entire surface of the substrate). ).
[0030]
The crystal sheet manufacturing method in the other aspect described above may include a step of determining a rotation angle of the substrate rotated about an axis substantially parallel to the rotation axis of the rotating body.
[0031]
In this case, the angle (penetration angle) formed by the surface of the substrate with respect to the melt surface when the substrate starts to be immersed in the melt can be determined by the step of determining the rotation angle of the substrate. Therefore, by adjusting the rotation angle of the substrate, it is possible to arbitrarily change the penetration angle of the substrate with respect to the melt surface.
[0032]
In the crystal sheet manufacturing method according to the other aspect described above, the step of determining the rotation angle of the substrate is such that the end of the surface is positioned on a locus drawn by the center of the surface of the substrate when the rotating body rotates about the rotation axis. As such, the rotation angle of the substrate may be determined.
[0033]
In this case, by performing the step of determining the rotation angle of the base body, the center portion and the end portion of the surface of the base body are positioned on the same locus with the rotation axis of the rotating body as the center. Therefore, if the edge of the substrate is immersed in the melt in this state, the immersion depth at which the edge of the surface of the substrate is immersed in the melt and the immersion depth at which the center of the surface is immersed in the melt. Can be made almost the same. As a result, it is possible to prevent the immersion depth at the end of the surface of the substrate in the melt from becoming excessively deeper than the immersion depth at the center of the surface. Therefore, it is possible to suppress local changes in the growth conditions of the crystal sheet on the surface of the substrate due to the difference in immersion depth.
[0034]
The crystal sheet manufacturing method in the other aspect may include a step of cooling the substrate.
[0035]
In this case, it is possible to prevent the temperature of the substrate from excessively rising by cooling the substrate while the substrate is immersed in the melt. For this reason, since the surface temperature of the substrate can be kept sufficiently low, the growth of the crystal sheet on the surface of the substrate can be promoted. Moreover, since it can prevent that the temperature of a base | substrate rises excessively, the thermal shock at the time of pulling up a base | substrate from a melt can be relieve | moderated.
[0036]
The crystal sheet manufacturing method according to the other aspect may further include a step of removing the crystal sheet formed on the surface of the substrate from the substrate.
[0037]
In this case, the crystal sheet can be continuously produced by removing the crystal sheet from the substrate and then rotating the rotating body to immerse the surface of the substrate in the melt again. As a result, the production efficiency of the crystal sheet can be improved.
[0038]
The substrate in another aspect of the present invention is manufactured using the crystal sheet manufacturing method in the other aspect described above.
[0039]
In this way, it is possible to easily obtain a substrate having a low thickness and a uniform thickness and film quality. Further, if the surface of the substrate is made flat, a flat substrate can be easily obtained.
[0040]
The solar cell according to another aspect of the present invention uses the substrate according to another aspect described above.
[0041]
Here, if a silicon melt is used as the melt, for example, a silicon substrate as a crystal sheet can be manufactured using the crystal sheet manufacturing method according to the present invention. The silicon substrate as the semiconductor substrate is a substrate having a uniform thickness and film quality as described above, and its manufacturing cost can be kept low. In addition, since the substrate is flat and has a uniform film thickness and film quality, it can be used as it is as a substrate for a solar cell without performing a grinding process or a polishing process on the substrate surface other than the cutting process of the end face. Therefore, the manufacturing cost of a solar cell can be reduced by applying such a substrate to the solar cell.
[0042]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
[0043]
FIG. 1 is a schematic view showing a crystal sheet manufacturing apparatus according to the present invention. The crystal sheet manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0044]
Referring to FIG. 1, crystal sheet manufacturing apparatus 1 is disposed adjacent to chamber 2, rotating body 3 disposed inside chamber 2, crucible 10 holding melt 9, and chamber 2. A front chamber 13, a sheet take-out device 15 disposed inside the front chamber 13, and a stocker 20 for storing the crystal sheet 22 taken out by the sheet take-out device 15. The inside of the chamber 2 can be in a high vacuum state. A heat insulating material is installed on the inner wall surface of the chamber 2. The rotating body 3 is rotatable in the direction of the arrow 28 around the rotating shaft 6. A plurality of support arms 8 are installed on the outer peripheral surface of the rotating body 3. Support substrates 4 a to 4 f are rotatably connected to the support arm 8 by pins 24. Bases 5a to 5f are respectively installed on the outer peripheral surfaces of the support substrates 4a to 4f. The substrate of the present invention is constituted by the support substrates 4a to 4f and the substrates 5a to 5f. Further, tilt stopper members 7 a to 7 f as base fixing means are arranged in a region located between the support arms 8 on the outer peripheral portion of the rotating body 3.
[0045]
A crucible 10 that holds the melt 9 is disposed in a region located under the rotating body 3. As the melt 9, a silicon melt is used. The crucible 10 is installed on the crucible base 11. A lifting motor 12 is connected to the crucible base 11, and the operation of the lifting motor 12 allows the crucible base 11 to move up and down in the direction indicated by the arrow 25.
[0046]
A sheet take-out device 15 is installed in the front chamber 13. The sheet take-out device 15 is rotatable about the rotation shaft 18. The sheet take-out rod 16 of the sheet take-out device 15 can be expanded and contracted in the direction indicated by the arrow 38 from the main body of the sheet take-out device 15. A suction pad 17 is installed at the tip of the sheet take-out rod 16. The suction pad 17 can suck and hold the crystal sheet 21 formed on the surfaces of the substrates 5a to 5f. With this sheet take-out device 15, the crystal sheet 21 can be stored in the stocker 20 after the crystal sheet 21 is removed from the bases 5 a to 5 f as will be described later.
[0047]
A cooling medium such as a cooling gas or a cooling liquid for cooling the rotating body 3, the support substrates 4 a to 4 f and the base bodies 5 a to 5 f is supplied from the inside of the rotating shaft 6 to the inside of the rotating body 3. Yes. The cooling gas or cooling liquid supplied to the rotator 3 circulates through the medium flow path formed inside the rotator 3, and then rotates again from a discharge port (not shown) formed in the rotating shaft 6. It is discharged outside the body 3. By providing such a cooling function, the rotating body 3 can be prevented from being heated more than necessary.
[0048]
Further, as will be described later, since the support substrates 4 a to 4 f are rotatably installed on the support arm 8, the end portions of the support substrates 4 a to 4 f are the outer peripheral portions of the rotator 3 as the rotator 3 rotates. It contacts with the inclination stopper members 7a-7f installed in the. Therefore, when the crystal sheet is formed on the surfaces of the bases 5a to 5f, the heat accumulated in the bases 5a to 5f and the support substrates 4a to 4f is transferred to the cooling gas or the cooling via the tilt stopper members 7a to 7f. It can be removed with a working liquid.
[0049]
As the material for the substrates 5a to 5f, a material based on graphite having excellent heat resistance is used. However, the material of the bases 5a to 5f may be any material whose melting point is higher than the temperature of the melt 9. Here, since a silicon melt is used as the melt 9, a material having a melting point higher than the temperature of the silicon melt 9 can be used as the material of the substrates 5a to 5f. Moreover, as a material of these base | substrates 5a-5f, it is more preferable that it is a material with little reactivity with the melt 9. For example, when a silicon melt is used as the melt 9, silicon carbide, quartz, silicon nitride, alumina, zirconium oxide, or the like can be used as the material of the bases 5a to 5f.
[0050]
The distance between the liquid level of the melt 9 held in the crucible 10 and the bases 5 a to 5 f installed on the rotating body 3 is the height of the crucible base 11 on which the crucible 10 is installed using the lifting motor 12. It can be easily controlled by changing the height.
[0051]
Hereinafter, the operation of the crystal sheet manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1 will be briefly described.
In the crystal sheet manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1, the rotating body 3 rotates in the direction of the arrow 28, so that the bases 5 a to 5 f are partially immersed sequentially in the melt 9 held inside the crucible 10. . In the state where the bases 5a to 5f are immersed in the melt 9, a crystal sheet 21 in which the melt is solidified is formed on the surfaces of the bases 5a to 5f. As the rotating body 3 rotates, the bases 5 a to 5 f on which the crystal sheet 21 is formed are pulled up from the melt 9. Then, the crystal sheet 21 formed on the surfaces of the bases 5a to 5f is removed from the bases 5a to 5f by the sheet take-out device 15.
[0052]
The sheet take-out device 15 is rotatable about the rotation shaft 18. A motor (not shown) as drive means is connected to the rotating shaft 18. By driving the motor, the sheet take-out device 15 can be rotated about the rotation shaft 18. The front chamber 13 in which the sheet take-out device 15 is installed is installed adjacent to the chamber 2, and the inside of the front chamber 13 is airtight so that a high vacuum state can be realized in the same manner as the inside of the chamber 2. It is kept. A shutter 14 is installed between the chamber 2 and the front chamber 13. By opening and closing the shutter 14, the interior of the chamber 2 and the interior of the front chamber 13 can be separated. When the crystal sheet 21 is taken out using the sheet take-out device 15, the shutter 14 is in an open state.
[0053]
The operation of the sheet take-out device 15 is roughly as follows. That is, when the crystal sheet 21 is taken out from the chamber 2, the shutter 14 is first opened. Then, the sheet take-out device 15 rotates around the rotation shaft 18 until the sheet take-out device 15 has an angle as shown in FIG. Then, when the sheet take-out rod 16 extends in a direction approaching the rotating body 3, the suction pad 17 installed at the tip of the sheet take-out rod 16 comes into contact with the crystal sheet 21 formed on the surface of the base 5d.
[0054]
At this time, the base 5d and the support substrate 4d are rotatably attached to the support arm 8 disposed on the outer peripheral surface of the rotating body 3, so that the suction pad 17 is in contact with the crystal sheet 21 with certainty. (The pressing of the suction pad 17 against the crystal sheet 21 formed on the surface of the base 5d allows the base 5d and the base 5d and the surface of the crystal sheet 21 to be surely brought into contact with each other). The tilt angle of the support substrate 4d is changed). Thereafter, the crystal sheet 21 is adsorbed by the suction pad 17, and the crystal sheet 21 is held by the suction pad 17. Next, when the sheet take-out rod 16 moves backward in the direction away from the rotating body 3, the crystal sheet 21 can be removed from the base 5d.
[0055]
After the crystal sheet 21 is held by the suction pad 17 and the sheet take-out rod 16 is sufficiently retracted, the sheet take-out device 15 is rotated about the rotation shaft 18. At this time, the sheet take-out device 15 rotates until the crystal sheet 21 held by the suction pad is positioned on the stocker 20. Thereafter, the sheet take-out rod 16 extends downward (in the direction of the stocker 20). With the crystal sheet 21 placed inside the stocker 20, the suction operation of the suction pad 17 is canceled to store the crystal sheet 21 inside the stocker 20. Thereafter, the sheet take-out rod 16 moves backward in the direction of the rotation shaft 18. In this way, the crystal sheet 21 can be arranged inside the stocker 20. In the stocker 20, a plurality of crystal sheets 22 sequentially removed from the bases 5a to 5f by the above-described steps are held.
[0056]
After storing a predetermined number of crystal sheets 22 in the stocker 20, the shutter 19 provided on the side wall 23 of the front chamber 13 is opened, and the stocker 20 is taken out of the front chamber 13 from this open portion. Then, the crystal sheet 22 held inside the stocker 20 is transported to another processing apparatus in order to perform a predetermined process such as a post-process for forming a solar cell.
[0057]
In the crystal sheet manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1, since the support substrates 4 a to 4 f and the bases 5 a to 5 f are rotatably installed on the side surface of the rotating body 3, the thickness and the surface of the bases 5 a to 5 f are increased. A crystal sheet 21 having a uniform film quality can be formed. Hereinafter, the process of solidifying and growing the crystal sheet 21 on the surfaces of the substrates 5a to 5f will be described in detail with reference to FIGS. FIGS. 2-6 is a schematic diagram for demonstrating the process of solidifying and growing a crystal sheet. In the following FIGS. 2 to 6, the operation of the crystal sheet manufacturing apparatus will be described focusing on 5 a which is one of the bases 5 a to 5 f installed on the side surface of the rotating body 3.
[0058]
As shown in FIG. 2, when the rotating body 3 rotates in the direction of the arrow 28, the support substrate 4 a and the base body 5 a before being immersed in the melt 9 held in the crucible 10 are connected to the support arm 8. It rotates counterclockwise around the pin 24 which is a connecting portion. One end 30a of the support substrate 4a is in contact with an inclination stopper member 7a as a base fixing means. In this way, the one end 30a of the support substrate 4a contacts the tilt stopper member 7a, so that the tilt angles of the support substrate 4a and the base 5a are fixed.
[0059]
In this manner, the angle formed by the surface 31 of the substrate 5a with respect to the liquid surface 32 of the melt 9 when the substrate 5a starts to be immersed in the melt 9 (intrusion angle) is an inclination stopper member 7a as the substrate fixing means. Can be determined. Therefore, by adjusting the position of the surface in contact with the support substrate 4a in the tilt stopper member 7a, the intrusion angle of the base body 5a with respect to the liquid surface 32 of the melt 9 can be arbitrarily changed.
[0060]
At this time, the one end portion 29a of the base body 5a is positioned on a locus 27 drawn by the central portion 37 of the base body 5a as the rotating body 3 rotates. In such a state, the rotating body 3 rotates in the direction of the arrow 28, so that the base 5a is immersed in the melt 9 from one end portion 29a of the base 5a.
[0061]
In this case, when the rotation angle of the base body 5a is fixed by the tilt stopper member 7a, the central portion 37 and the one end portion 29a of the surface 31 of the base body 5a are centered on the rotary shaft 6 of the rotating body 3 as described above. Are located on the same locus 27. For this reason, when one end 29a of the base 5a is immersed in the melt 9 by rotating the rotating body 3 in this state, the one end 29a of the surface 31 of the base 5a is immersed in the melt 9. And the immersion depth in which the central portion 37 of the surface 31 is immersed in the melt 9 can be made substantially the same. As a result, it is possible to prevent the immersion depth of the one end portion 29a on the surface 31 of the base body 5a in the melt 9 from becoming deeper than the immersion depth of the central portion 37 of the surface 31. Therefore, it can suppress that the growth conditions of the crystal sheet on the surface 31 of the substrate 5a change locally due to the difference in the immersion depth.
[0062]
Here, in the crystal sheet manufacturing apparatus shown in FIG. 10, the immersion time in the melt 109 is longer in the one end portion 129a than in the central portion 137 of the base body 105a (and the immersion depth in the melt 109 is also deepened). Therefore, the temperature of the one end portion 129a tends to be higher than the temperature of the central portion 137 of the base body 105a. For this reason, in the crystal sheet manufacturing apparatus shown in FIG. 10, the thickness and surface state of the crystal sheet formed at one end portion 129a of the base body 105a are different from the other regions, and a uniform crystal sheet is obtained. It was difficult. In order to solve such a problem, in the crystal sheet manufacturing apparatus 1 according to the present invention, heat applied to one end portion 29a of the base 5a is used as a fixing member installed on the rotating body 3 via the support substrate 4a. By transmitting to the tilt stopper member 7a, the temperature of the one end portion 29a is prevented from excessively rising.
[0063]
In this way, the tilt stopper member 7a determines the tilt angle of the surface 31 of the base 5a and at the same time acts as a cooling means for removing heat from the base 5a. For this reason, the apparatus configuration of the crystal sheet manufacturing apparatus can be simplified as compared with the case where a separate cooling apparatus or the like is provided for cooling the substrate 5a.
[0064]
Next, when the rotating body 3 further rotates in the direction of the arrow 28, as shown in FIG. 3, the support substrate 4a and the base body 5a whose inclination angles are determined by the inclination stopper member 7a are The liquid surface 32 is almost parallel. Then, when the rotating body 3 further rotates in the direction of the arrow 28 from the state shown in FIG. 3, the support substrate 4a and the base body 5a are rotatably connected by the support arm 8 and the pins 24. And the base body 5a rotate clockwise around the pin 24 by its own weight. As a result, as the rotating body 3 rotates, the base body 5a moves in the melt 9 while the surface 31 of the base body 5a is maintained in a state substantially parallel to the liquid surface 32 of the melt 9.
[0065]
If it does in this way, the immersion depth with respect to the melt 9 can be made substantially equal about the whole surface 31 of the base | substrate 5a. As a result, since the growth conditions of the crystal sheet on the surface 31 of the base 5a can be made substantially equal, a uniform crystal sheet can be formed on the surface of the base 5a.
[0066]
Next, as shown in FIG. 4, the rotational speed of the rotating body 3 is lowered in a state where the central portion 37 of the base body 5 a reaches the deepest position from the liquid surface 32 of the melt 9. At this time, the rotating body 3 may be temporarily stopped in a state as shown in FIG. In this manner, the central portion 37, the one end portion 29a, and the other end portion 29b of the base body 5a are disposed at positions substantially parallel to the liquid surface 32 of the melt 9 (that is, the surface of the base body 5a). 31 can be made substantially parallel to the liquid level 32 of the melt 9). As a result, the best condition for growing a crystal sheet on the surface 31 of the substrate 5a can be obtained. If the rotating body 3 is stopped, the crystal growth state can be particularly stabilized, and the growth of a crystal sheet having a uniform film thickness and film quality can be promoted. Thus, the process of forming a crystal sheet is implemented.
[0067]
Next, the rotating body 3 is further rotated in the direction of the arrow 28 at the timing when the crystal sheet is sufficiently grown on the surface of the substrate 5a. At this time, the support substrate 4a and the base 5a rotate around the pin 24 by the self-weight moment while keeping the surface 31 of the base 5a substantially parallel to the liquid surface 32 of the melt 9. The pin 24 is connected to the substantially central portion of the support substrate 4a. For this reason, the surface 31 of the base body 5a can be maintained in a horizontal direction (that is, a direction substantially parallel to the liquid surface 32 of the melt 9) due to its own weight moment.
[0068]
As the rotator 3 further rotates, the support substrate 4a and the base 5a rotate clockwise with respect to the rotator 3, so that the other end 30b of the support substrate 4a is tilted as shown in FIG. Contact the surface of 7f. Thus, when the other end portion 30b comes into contact with the surface of the tilt stopper member 7f, the other end portion 29b of the base body 5a is positioned on the locus 27 drawn by the central portion 37 of the base body 5a.
[0069]
Next, the rotating body 3 further rotates in the direction of the arrow 28, whereby the substrate 5a is pulled up from the melt 9 as shown in FIG. A crystal sheet (not shown) is formed on the surface of the substrate 5a. At this time, since the other end 30b of the support substrate 4a is in contact with the tilt stopper member 7f acting as a cooling member, the heat of the base 5a can be removed by the tilt stopper member 7f via the support substrate 4a. . As a result, it is possible to mitigate thermal shock caused by a rapid temperature drop when the substrate 5a is taken out from the melt 9.
[0070]
Thus, when pulling up the base body 5a from the melt 9, the other end portion 29b of the base body 5a is located on the locus 27 drawn by the central portion 37 of the base body 5a. It can prevent that 29b is immersed in the deep area | region (area | region shown by the locus | trajectory 26) of the melt 9. FIG. For this reason, a uniform film quality crystal sheet can be formed on the surface of the substrate 5a. In addition, the locus | trajectory 26 assumes that the position of the one end part 29a and the other end part 29b of the base | substrate 5a was fixed in the state shown in FIG. It is a locus drawn by the end 29b.
[0071]
As shown in FIGS. 2 to 6, in the crystal sheet manufacturing apparatus 1 according to the present invention, the substrate 5a is immersed in the melt 9 for a longer time than before, as shown in FIGS. The surface 31 of 5a can be kept parallel to the liquid level 32 of the melt 9. For this reason, the crystal growth conditions for forming the crystal sheet on the surface 31 of the substrate 5a can be made uniform over the entire surface 31 of the substrate 5a. As a result, a uniform crystal sheet such as thickness and film quality can be obtained.
[0072]
When the silicon crystal sheet produced by the crystal sheet manufacturing apparatus 1 according to the present invention was used as a solar cell material, the power generation efficiency in the solar cell was about 12%.
[0073]
Moreover, since the surface 31 of the base | substrates 5a-5f is flat, the crystal sheet obtained by the crystal sheet manufacturing apparatus 1 by this invention has a flat shape from the stage at the time of manufacture. For this reason, as the post-treatment of the crystal sheet obtained by the crystal sheet manufacturing apparatus 1 according to the present invention, it is only necessary to perform necessary minimum processing such as end face cutting (that is, ensuring flatness such as polishing and grinding of the substrate surface). There is no need to implement a process for Accordingly, in order to obtain a flat crystal sheet, a crystal sheet having a curved surface (for example, a part of a side surface of a cylindrical rotating cooling body is immersed in a silicon melt and solidified on the cylindrical surface while rotating the rotating cooling body. The step of processing a silicon crystal sheet obtained by continuously pulling out the silicon ribbon to be formed into a flat shape can be omitted, so that the manufacturing cost of the crystal sheet can be reduced.
[0074]
Further, in the crystal sheet manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1, since the plurality of support substrates 4 a to 4 f and the bases 5 a to 5 f are arranged on the outer peripheral surface of the rotating body 3, by rotating the rotating body 3, Crystal sheets can be continuously produced on the surfaces of the substrates 5a to 5f. Therefore, the production efficiency of the crystal sheet can be improved.
[0075]
Further, in the crystal sheet manufacturing apparatus shown in FIG. 1, since the sheet take-out device 15 as the sheet take-out means is installed, the crystal sheets are sequentially transferred from the bases 5a to 5f on which the crystal sheets are formed by the sheet take-out device 15. By taking out, a crystal sheet can be manufactured continuously.
[0076]
In addition, although the surface 31 of the base | substrates 5a-5f may be a smooth surface, you may form uneven | corrugated shape in the surface 31 as shown in FIGS. 7-9 is a partial perspective schematic diagram for demonstrating the modification of the crystal sheet manufacturing apparatus by this invention. 7 to 9 are enlarged views of a part of the surface 31 of the bases 5a to 5f.
[0077]
As shown in FIG. 7, a plurality of convex portions 33 extending in a predetermined direction may be formed on the surface 31 of the base body 5a. The cross-sectional shape of the convex portion 33 is substantially triangular. For example, in the base 5a shown in FIG. 7, a V-shaped groove 35 is formed on the surface thereof under the condition that the pitch is 1 mm and the depth is 1 mm. In this way, the structure as shown in FIG. 7 can be easily obtained. The direction in which the groove 35 extends (the direction in which the convex portion 33 extends) may be arranged so as to extend in parallel with the rotation direction of the rotating body 3. Further, the extending direction of the groove 35 may be arranged so as to extend in a direction substantially perpendicular to the rotating direction of the rotating body 3.
[0078]
As shown in FIG. 8, a plurality of semicircular grooves 35 may be formed on the surface 31 of the base 5a so as to extend in a predetermined direction. In this way, a plurality of convex portions 34 extending in a predetermined direction can be formed.
[0079]
Further, as shown in FIG. 9, a plurality of quadrangular pyramidal protrusions 36 may be formed in a matrix on the surface 31 of the base 5a.
[0080]
If it does in this way, the tip of convex parts 33, 34, and 36 will become the starting point of the crystal growth of a crystal sheet. As a result, in the crystal sheet 21, a surface structure having a periodic concavo-convex shape (corrugated type) can be formed so as to follow the shape of the convex portions 33, 34, and 36 in a portion that is in contact with the surface of the base 5a. . By forming a corrugated structure on the surface of the crystal sheet 21 in this way, the mechanical strength of the crystal sheet 21 can be increased. As a result, when the crystal sheet 21 is handled in a subsequent process or the like, it is possible to suppress the occurrence of a problem that the crystal sheet 21 is lost due to insufficient strength of the crystal sheet 21.
[0081]
Further, when the base 5a as shown in FIG. 9 is used, the projections 36 that are the starting points of crystal growth of the crystal sheet 21 are distributed almost uniformly in a matrix on the surface of the base 5a. In this case, columnar crystals having substantially uniform crystal grain sizes are formed. That is, if the substrate 5a having the surface structure as shown in FIG. 9 is used, the effect of suppressing the generation of dendritic crystals that disturb the shape of the crystal sheet 21 is high.
[0082]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above-described embodiment but by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
[0083]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the crystal sheet manufacturing apparatus including the base body that is installed on the outer peripheral surface of the rotating body and that is rotatably supported around an axis parallel to the rotating shaft of the rotating body is used. Thus, the immersion depth in the melt can be made substantially uniform over the entire surface of the substrate. For this reason, the process conditions for forming the crystal sheet on the surface of the substrate can be kept substantially uniform. As a result, a crystal sheet having a uniform film thickness and film quality can be easily obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a crystal sheet manufacturing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a first step of solidifying and growing a crystal sheet.
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a second step of solidifying and growing a crystal sheet.
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a third step of a step of solidifying and growing a crystal sheet.
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a fourth step of solidifying and growing a crystal sheet.
FIG. 6 is a schematic view for explaining a fifth step of solidifying and growing a crystal sheet.
FIG. 7 is a partial perspective schematic view for explaining a modification of the crystal sheet manufacturing apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a partial perspective schematic view for explaining a modification of the crystal sheet manufacturing apparatus according to the present invention.
FIG. 9 is a partial perspective schematic view for explaining a modification of the crystal sheet manufacturing apparatus according to the present invention.
FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a crystal sheet manufacturing method as a technique related to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crystal sheet manufacturing apparatus, 2 chamber, 3 rotary body, 4a-4f support substrate, 5a-5f base | substrate, 6 rotating shaft, 7a-7f Tilt stopper member, 8 support arm, 9 Melt, 10 crucible, 11 crucible stand, 12 Lifting motor, 13 Front chamber, 14 Shutter, 15 Sheet take-out device, 16 Sheet take-out rod, 17 Adsorption pad, 18 Rotating shaft, 20 Stocker, 21, 22 Crystal sheet, 23 Side wall, 24 pins, 25, 28, 38 Arrow 26, 27 locus, 29a, one end, 29b, the other end, 30a, one end of the support substrate, 30b, the other end of the support substrate, 31 surface, 32 liquid surface, 33, 34, 36 convex portion, 35 groove, 37 Central part.

Claims (14)

外周面を有する回転体と、
前記回転体の外周面上に、前記回転体の回転軸と平行な軸のまわりに回転可能に支持され、融液中に浸漬されることにより結晶シートが形成される表面を有する基体と、
前記回転体の回転軸と平行な軸のまわりに回転した前記基体の回転角度を決定する基体固定手段とを備える、結晶シート製造装置。A rotating body having an outer peripheral surface;
On the outer peripheral surface of the rotating body, a substrate having a surface on which a crystal sheet is formed by being rotatably supported around an axis parallel to the rotation axis of the rotating body and being immersed in the melt;
A crystal sheet manufacturing apparatus, comprising: a substrate fixing means for determining a rotation angle of the substrate rotated about an axis parallel to a rotation axis of the rotating body. 前記基体固定手段は、前記回転体が回転軸を中心として回転する際前記基体の前記表面の中央部が描く軌跡上に、前記表面の端部が位置するように、前記基体の回転角度を決定する、請求項１に記載の結晶シート製造装置。The base fixing means determines the rotation angle of the base so that an end of the surface is positioned on a locus drawn by a central part of the surface of the base when the rotating body rotates about a rotation axis. The crystal sheet manufacturing apparatus according to claim 1 . 前記基体固定手段は、前記基体が所定の回転角度だけ回転した状態を維持するように、前記基体に接触する固定部材を含み、
前記固定部材は前記基体を冷却する冷却手段を備える、請求項１または２に記載の結晶シート製造装置。The base fixing means includes a fixing member that contacts the base so as to maintain the base rotated by a predetermined rotation angle.
The fixing member is provided with cooling means for cooling the substrate, crystal sheet manufacturing apparatus according to claim 1 or 2. 前記回転体の外周面上には、前記基体が複数個配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の結晶シート製造装置。The crystal sheet manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein a plurality of the base bodies are arranged on an outer peripheral surface of the rotating body. 前記基体の表面上に形成された結晶シートを前記基体から除去するシート取出手段をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の結晶シート製造装置。The crystal sheet manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 4 , further comprising sheet take-out means for removing the crystal sheet formed on the surface of the base body from the base body. 回転体の外周面上に配置された基体を結晶シートの原料である融液に浸漬することにより、前記基体の表面上に結晶シートを形成する結晶シート製造方法であって、
前記回転体を回転させることにより、前記基体の表面を前記融液に浸漬する工程と、
前記融液に前記基体の表面が浸漬した状態で、前記回転体を回転させることにより前記基体を搬送するとともに、前記融液の液面に対する前記基体の表面の傾斜角をほぼ一定にした状態で、前記基体の表面上に結晶シートを形成する工程とを備える、結晶シート製造方法。A crystal sheet manufacturing method for forming a crystal sheet on a surface of the substrate by immersing the substrate disposed on the outer peripheral surface of the rotating body in a melt that is a raw material of the crystal sheet,
Immersing the surface of the substrate in the melt by rotating the rotating body;
With the surface of the substrate immersed in the melt, the substrate is transported by rotating the rotating body, and the inclination angle of the surface of the substrate with respect to the liquid surface of the melt is substantially constant. And a step of forming a crystal sheet on the surface of the substrate. 前記基体の表面は平坦な表面部分を含む、請求項６に記載の結晶シート製造方法。The crystal sheet manufacturing method according to claim 6 , wherein the surface of the substrate includes a flat surface portion. 前記基体は前記回転体の回転軸とほぼ平行な方向に延びる軸まわりに回転可能であり、
前記結晶シートを形成する工程において、前記基体において前記融液に浸漬される表面の中央部と端部とについて、融液表面からの浸漬深さがほぼ等しい、請求項６または７に記載の結晶シート製造方法。The base body is rotatable about an axis extending in a direction substantially parallel to the rotation axis of the rotating body;
In the step of forming the crystalline sheet, for the central portion and the end portion of the surface to be immersed in the melt in the substrate, it is substantially equal to the immersion depth from the melt surface, according to claim 6 or 7 crystals Sheet manufacturing method. 前記回転体の回転軸とほぼ平行な軸のまわりに回転した前記基体の回転角度を決定する工程を備える、請求項８に記載の結晶シート製造方法。The crystal sheet manufacturing method according to claim 8 , further comprising a step of determining a rotation angle of the substrate rotated about an axis substantially parallel to a rotation axis of the rotating body. 前記基体の回転角度を決定する工程は、
前記回転体が回転軸を中心として回転する際前記基体の表面の中央部が描く軌跡上に、前記表面の端部が位置するように、前記基体の回転角度を決定する、請求項９に記載の結晶シート製造方法。Determining the rotation angle of the substrate;
Wherein the rotating body on the locus of the center portion of the surface of the substrate during rotation draws about an axis of rotation, so that the end portion of the surface is located, to determine the rotation angle of the substrate, according to claim 9 Crystal sheet manufacturing method. 前記基体を冷却する工程を備える、請求項６〜１０のいずれか１項に記載の結晶シート製造方法。The crystal sheet manufacturing method according to any one of claims 6 to 10 , further comprising a step of cooling the substrate. 前記基体の表面上に形成された結晶シートを前記基体から取外す工程をさらに備える、請求項６〜１１のいずれか１項に記載の結晶シート製造方法。Further comprising the step of removing the crystal sheet formed on the surface of the substrate from the substrate, crystal sheet manufacturing method according to any one of claims 6-1 1. 請求項６〜１２のいずれか１項に記載の結晶シート製造方法を用いて製造された基板。Substrate produced using the crystal sheet manufacturing method according to any one of claims 6-1 2. 請求項１３に記載の基板を用いた太陽電池。Solar cell using a substrate as recited in claim 1 3.
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