JP5548208B2 - 太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給方法及び供給装置 - Google Patents
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Description
本願は、2009年9月4日に、日本に出願された特願2009−205230号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本発明の第1の態様は、ベースガス供給流路から供給される不活性ガスと、原料ガス供給流路から供給される100%セレン化水素ガスと、を混合することにより所定の濃度に調整したセレン化水素混合ガスを供給する工程を有する太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給方法であって、
前記供給工程において、当該原料ガス供給流路に設けられた流量制御手段により、前記100%セレン化水素ガスの流量を所定の流量に制御し、前記流量制御手段の下流側に設けられた圧力制御手段により、前記流量制御手段と当該圧力制御手段との間の前記100%セレン化水素ガスの圧力を所定の圧力に制御する太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給方法である。
前記圧力制御手段が、自動圧力制御装置(APR)であることが好ましい。
また、本発明の第1の態様においては、前記オリフィス又はニードル弁が、金属製であることが好ましい。
また、本発明の第1の態様においては、所定の濃度に調整した前記セレン化水素混合ガスをバッファータンクに貯留し、前記バッファータンクから所望の濃度のセレン化水素混合ガスを供給することが好ましい。
また、本発明の第1の態様においては、前記原料ガス供給流路において、流路内の圧力を1回以上減圧し、最後に減圧した後に前記100%セレン化水素ガスの流量を調整することが好ましい。
ベースガス供給流路から供給される不活性ガスと、原料ガス供給流路から供給される100%セレン化水素ガスと、を混合することにより所定の濃度に調整したセレン化水素混合ガスを供給し、
前記原料ガス供給流路が、前記100%セレン化水素ガスの流量を所定の流量に制御するための流量制御手段と、前記100%セレン化水素ガスの圧力を一定に制御するための圧力制御手段と、を備え、
前記圧力制御手段が、前記流量制御手段の下流側に設けられている太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給装置である。
前記圧力制御手段が、自動圧力制御装置(APR)であることが好ましい。
また、本発明の第2の態様においては、前記オリフィス又はニードル弁が、金属製であることが好ましい。
また、本発明の第2の態様は、所定の濃度に調整した前記セレン化水素混合ガスを貯留するバッファータンクをさらに備えることが好ましく、
前記バッファータンクには、前記セレン化水素混合ガスを供給するための供給口が設けられていることが好ましい。
また、本発明の第2の態様は、前記原料ガス供給流路には、1以上の圧力調整器が設けられており、
最下流側の前記圧力調整器と前記圧力制御手段との間に前記流量制御手段が設けられていることが好ましい。
これにより、100%セレン化水素ガスの連続的な通気により、原料ガス供給流路、流量制御手段及び圧力制御手段にセレン(Se)結晶が析出しても、流量制御手段と圧力制御手段との間の圧力を一定に保つことができるため、安定して100%セレン化水素ガスの流量を制御することができる。すなわち、100%セレン化水素ガスの連続的な通気により生じるセレン(Se)結晶の析出による影響を排除して、セレン化水素の濃度が安定したセレン化水素混合ガスを連続的に供給することができる。
このように本発明によれば、太陽電池の製造プロセスに濃度が安定したセレン化水素混合ガスを連続的に供給することができるため、太陽電池の大量生産が可能となる。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
また、本明細書中で用いる単位については、濃度は体積濃度、圧力はゲージ圧力、流量は体積流量を表している。さらに、本明細書中に示す体積は、基準状態(0℃、1atm(大気圧))での体積である。
図1に示すように、本実施形態の供給装置1は、太陽電池の製造装置における生産状況に応じて、所定の濃度に調整したセレン化水素混合ガスを供給する装置である。具体的には、供給装置1は、ベースガスを供給するためのベースガス供給流路L1と、原料ガスを供給するための原料ガス供給流路L2と、所定の濃度に調整されたセレン化水素混合ガスを貯留するためのバッファータンク2と、を備えて概略構成されている。
ベースガスは、希釈用途の不活性ガスであれば特に限定されるものではない。上記ガスとしては、例えば、窒素(N2)ガス、アルゴン(Ar)ガス等が挙げられる。
なお、マスフローコントローラ5の直前の圧力は、太陽電池製造装置への供給圧力に応じて適宜選択することができる。例えば、マスフローコントローラ5の直前の圧力としては、0.6〜0.7MPaの範囲とすることができる。
原料ガスは、濃度100%のセレン化水素(H2Se)ガスである。なお、本明細書中では、単に100%セレン化水素ガスと記載する。
また、原料ガス供給にあたり、原料ガスの減圧の必要性がない場合には、圧力調整器11は設けなくてもよい。減圧の必要性がない場合とは、例えば、原料ガス供給圧力を減圧せずとも原料ガスが原料ガス供給流路L2を所定の圧力で流れる場合である。
流量制御手段12の下流側の流量は、必要とされるセレン化水素混合ガスの供給量に応じて適宜選択することができる。具体的には、例えば、0〜20L/minの範囲とすることができる。
本実施形態の供給方法は、ベースガス供給流路L1から供給される不活性ガスと、原料ガス供給流路L2から供給される100%セレン化水素ガスと、を混合することにより所定の濃度に調整したセレン化水素混合ガスを供給する工程を有する太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給方法であり、供給工程において、原料ガス供給流路L2に設けられた流量制御手段12により、100%セレン化水素ガスの流量を所定の流量に制御し、流量制御手段12の下流側に設けられた圧力制御手段13により、流量制御手段12と圧力制御手段13との間の100%セレン化水素ガスの圧力を所定の圧力に制御するものである。
セレン化水素混合ガスの濃度は、特に限定されるものではなく、太陽電気製造装置の要求に応じて適宜選択することができる。具体的には、例えば、セレン化水素混合ガス中のセレン化水素の濃度を、5〜20vol%とすることができる。
このようにして、セレン化水素の濃度が安定したセレン化水素混合ガスを太陽電池製造装置に連続的に供給する。
バッジ方式とは、バッファータンク2内の圧力を設定した上限値及び下限値の範囲で管理し、バッファータンク2内の圧力が上記管理範囲を維持するようにセレン化水素混合ガスを供給する方法である。
また、圧力制御手段13として自動圧力制御装置(APR)を用いているため、流量制御手段12と圧力制御手段13との間の圧力の制御を容易に行うことができる。
(例1)
図1に示す供給装置1を用いて、太陽電池製造装置にセレン化水素混合ガスを連続して供給した。太陽電池製造装置へのセレン化水素混合ガスの連続供給には、バッファータンク2を用いたバッチ方式を用いた。
また、セレン化水素混合ガスの供給時における供給装置1の条件としては、表1の条件を用いた。
表1の条件にて50回のバッチ処理を行った後、バッファータンク2に接続されたガス濃度分析計22を用いて混合ガスの濃度変化を記録した。結果を表2に示す。
図2に示す供給装置101を用いて、太陽電池製造装置にセレン化水素混合ガスを連続して供給した。太陽電池製造装置へのセレン化水素混合ガスの連続供給には、バッファータンク102を用いたバッチ方式を用い、供給装置101のセレン化水素混合ガスの供給条件としては、表1の条件を用いた。
表1の条件にて50回のバッチ処理を行った後、バッファータンク102に接続されたガス濃度分析計122を用いて混合ガスの濃度変化を記録した。結果を表2に示す。
以上より、セレン化水素混合ガスを連続供給した場合に、本発明を適用した例1は、従来技術である例2と比較して、連続供給前後のセレン化水素混合ガスの濃度変化を約1/13程度に抑えることができることを確認した。
2…バッファータンク
3,10,14,17,18,19,21,23,24…開閉バルブ
4,11…圧力調整器
5…マスフローコントローラ(MFC)
6,9,14…自動弁
7,8,15,16,20…圧力計
12…流量制御手段
13…圧力制御手段
22…ガス濃度分析計
L1…ベースガス供給流路
L2…原料ガス供給流路
L3〜L6…流路
Claims (10)
- ベースガス供給流路から供給される不活性ガスと、原料ガス供給流路から供給される100%セレン化水素ガスと、を混合することにより所定の濃度に調整したセレン化水素混合ガスを供給する工程を有する太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給方法であって、
前記供給工程において、前記原料ガス供給流路に設けられた流量制御手段により、前記100%セレン化水素ガスの流量を所定の流量に制御し、前記流量制御手段の下流側に設けられた圧力制御手段により、前記流量制御手段と当該圧力制御手段との間の前記100%セレン化水素ガスの圧力を所定の圧力に制御する太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給方法。 - 前記流量制御手段が、オリフィス又はニードル弁であり、
前記圧力制御手段が、自動圧力制御装置(APR)である請求項1に記載の太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給方法。 - 前記オリフィス又はニードル弁が、金属製である請求項2に記載の太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給方法。
- 所定の濃度に調整した前記セレン化水素混合ガスをバッファータンクに貯留し、前記バッファータンクから所望の濃度のセレン化水素混合ガスを供給する請求項1に記載の太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給方法。
- 前記原料ガス供給流路において、流路内の圧力を1回以上減圧し、最後に減圧した後に前記100%セレン化水素ガスの流量を調整する請求項1に記載の太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給方法。
- ベースガス供給流路と、原料ガス供給流路と、を備える太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給装置であって、
ベースガス供給流路から供給される不活性ガスと、原料ガス供給流路から供給される100%セレン化水素ガスと、を混合することにより所定の濃度に調整したセレン化水素混合ガスを供給し、
前記原料ガス供給流路が、前記100%セレン化水素ガスの流量を所定の流量に制御するための流量制御手段と、前記100%セレン化水素ガスの圧力を一定に制御するための圧力制御手段と、を備え、
前記圧力制御手段が、前記流量制御手段の下流側に設けられている太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給装置。 - 前記流量制御手段が、オリフィス又はニードル弁であり、
前記圧力制御手段が、自動圧力制御装置(APR)である請求項6に記載の太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給装置。 - 前記オリフィス又はニードル弁が、金属製である請求項7に記載の太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給装置。
- 所定の濃度に調整した前記セレン化水素混合ガスを貯留するバッファータンクをさらに備え、
前記バッファータンクには、前記セレン化水素混合ガスを供給するための供給口が設けられている請求項6に記載の太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給装置。 - 前記原料ガス供給流路には、1以上の圧力調整器が設けられており、
最下流側の前記圧力調整器と前記圧力制御手段との間に前記流量制御手段が設けられている請求項6に記載の太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給装置。
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