JP6065329B2 - Method and apparatus for supplying hydrogen selenide mixed gas - Google Patents
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Description
本発明は、セレン化水素混合ガスの供給方法及び供給装置に関する。
本願は、２０１２年１０月２２日に、日本に出願された特願２０１２−２３２８３２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。The present invention relates to a method and apparatus for supplying a hydrogen selenide mixed gas.
This application claims priority on October 22, 2012 based on Japanese Patent Application No. 2012-233282 for which it applied to Japan, and uses the content for it here.
近年、環境汚染、地球温暖化、化石燃料の枯渇といった問題から、石油代替エネルギーとして太陽電池が注目されている。現在、太陽電池の主流は、銅、インジウム、ガリウム及びセレンを含み、セレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）ガスを使用して形成し得るカルコパイライト型の光吸収層を使用した、化合物太陽電池である。この化合物太陽電池の製造装置には、所定の濃度に調整したセレン化水素の混合ガスを供給する必要があった。In recent years, solar cells have been attracting attention as an alternative energy to petroleum due to problems such as environmental pollution, global warming, and fossil fuel depletion. Currently, the mainstream of solar cells is a compound solar cell using a chalcopyrite type light absorption layer that contains copper, indium, gallium and selenium and can be formed using hydrogen selenide (H 2 Se) gas. . This compound solar cell manufacturing apparatus had to be supplied with a mixed gas of hydrogen selenide adjusted to a predetermined concentration.
しかしながら、化合物太陽電池の大量生産を実現するには、大量のセレン化水素混合ガスを太陽電池製造装置に供給する必要があった。そのために、所定の濃度に調整した混合ガスを充填したガスボンベを用いた場合では、ボンベの交換頻度が多くなってしまい、充分なガス供給量を確保することができないという課題があった。 However, in order to realize mass production of compound solar cells, it is necessary to supply a large amount of hydrogen selenide mixed gas to the solar cell manufacturing apparatus. Therefore, when the gas cylinder filled with the mixed gas adjusted to a predetermined concentration is used, there is a problem that the replacement frequency of the cylinder increases, and a sufficient gas supply amount cannot be secured.
上記課題を解決するため、従来、図４に示すようなセレン化水素混合ガスの供給装置（以下、単に「供給装置」という）２０１が用いられている。供給装置２０１には、ベースガス供給経路Ｌ１０１と原料ガス供給経路Ｌ１０２が設けられている。それぞれの経路内は、不活性ガスと濃度１００％のセレン化水素ガス（以降では、単に「セレン化水素ガス」という）が、それぞれ流通可能とされている。また、ベースガス供給経路Ｌ１０１と原料ガス供給経路Ｌ１０２には、それぞれに、ベースガス流量制御手段１０６と原料ガス流量制御手段１１１が設けられている。そして、ベースガス供給経路Ｌ１０１及び原料ガス供給経路Ｌ１０２の下流側には、不活性ガスとセレン化水素ガスとを混合したセレン化水素混合ガスを貯留する、バッファタンク１１８が設けられている。
In order to solve the above problems, a hydrogen selenide mixed gas supply device (hereinafter simply referred to as “supply device”) 201 as shown in FIG. 4 has been used. The
供給装置２０１を用いたセレン化水素混合ガスの供給方法（以下、単に「供給方法」という）では、セレン化水素混合ガスのセレン化水素濃度が所定値になるように、ベースガス及び原料ガスの流量制御手段１０６，１１１により、それぞれ不活性ガスとセレン化水素ガスの流量を制御する。その後、流量制御された不活性ガスとセレン化水素ガスとを、混合器１１７で混合して、その後、得られたセレン化水素混合ガスをバッファタンク１１８に貯留する。バッファタンク１１８に貯留された所定のセレン化水素濃度のセレン化水素混合ガスは、太陽電池の製造装置へ連続的に供給される。
In the hydrogen selenide mixed gas supply method using the supply device 201 (hereinafter simply referred to as “supply method”), the base gas and the source gas are mixed so that the hydrogen selenide concentration of the hydrogen selenide mixed gas becomes a predetermined value. Flow rates of the inert gas and hydrogen selenide gas are controlled by the flow rate control means 106 and 111, respectively. Thereafter, the flow-controlled inert gas and hydrogen selenide gas are mixed by the
ところが、供給装置２０１においては、以下の問題があった。すなわち、セレン化水素ガスが流通する、原料ガス供給流路Ｌ１０２、開閉バルブ１０９，１１３、原料ガス流量制御手段１１１等に、セレン化水素の自己分解によるセレン（Ｓｅ）結晶が析出してしまうという問題があった。特に、原料ガス流量制御手段１１１にセレン結晶が析出することにより、原料ガス流量制御手段１１１の流量測定精度及び流量制御精度が低下し、その結果、予め設定されたセレン化水素混合ガスの濃度設定値と、実際に供給装置２０１で調整されたセレン化水素混合ガスの濃度実測値との差が大きくなってしまう、という問題があった（これをドリフト現象という）。
However, the
このようなドリフト現象を抑える技術として、例えば特許文献１には、濃度設定値のセレン化水素混合ガスを安定して供給することが可能な、供給方法及び供給装置が開示されている。図５に示すように、特許文献１の供給装置２０２は、図４に示した供給装置２０１の構成に加えて、ベースガス供給流路Ｌ１０１と原料ガス供給流路Ｌ１０２とを連通する、バイパス流路Ｌ１０５を備えている。そして、特許文献１には、バイパス流路Ｌ１０５を使用せずに混合ガスを製造してバッファタンク１１８に貯蔵した後に、所定の量のセレン化水素ガスを原料ガス供給流路Ｌ１０２からバッファタンク１１８に導出し、さらにその後に、バイパス流路Ｌ１０５を介して所定の量の不活性ガスを原料ガス供給流路Ｌ１０２から導出することで、所定のセレン化水素濃度のセレン化水素混合ガスを調製し、かつ原料ガス供給流路Ｌ１０２に残存するセレン化水素の体積濃度を１０％以下とする、供給方法が開示されている。
As a technique for suppressing such a drift phenomenon, for example, Patent Document 1 discloses a supply method and a supply apparatus that can stably supply a hydrogen selenide mixed gas having a concentration set value. As shown in FIG. 5, the
しかしながら、特許文献１記載の供給方法では、バイパス流路Ｌ１０５を介して、原料ガス供給流路Ｌ１０２内のセレン化水素ガスを不活性ガスで導出するときに、例えばバルブ操作を０．１秒単位で実施するような、緻密な機器操作が要求されるという問題があった。またこのときに、原料ガス供給流路Ｌ１０２から流出するガスのセレン化水素濃度が１００％から０％近くまで大きく変動してしまう。このため、バッファタンク内でのセレン化水素濃度の変動を抑えようとすると、大容量のバッファタンクが必要となってしまう問題があった。 However, in the supply method described in Patent Document 1, when the hydrogen selenide gas in the source gas supply flow path L102 is derived as an inert gas via the bypass flow path L105, for example, the valve operation is performed in units of 0.1 second. There is a problem that precise device operation is required as in At this time, the hydrogen selenide concentration of the gas flowing out from the source gas supply flow path L102 greatly fluctuates from 100% to nearly 0%. For this reason, there is a problem that a large-capacity buffer tank is required to suppress the fluctuation of the hydrogen selenide concentration in the buffer tank.
さらに、文献１の方法では、原料ガス供給流路Ｌ１０２に残存するセレン化水素の体積濃度を１０％以下にできるのは、原料ガス供給流路Ｌ１０２にセレン化水素混合ガスを供給していないときだけであり、セレン化水素混合ガスを供給しているときには、原料ガス供給流路Ｌ１０２におけるセレン結晶の析出を完全に防止することはできなかった。そのため、供給装置２０２を長期的に稼動させるとドリフト現象が現れてしまう問題があった。
Furthermore, in the method of Document 1, the volume concentration of hydrogen selenide remaining in the source gas supply channel L102 can be reduced to 10% or less when the hydrogen selenide mixed gas is not supplied to the source gas supply channel L102. However, when supplying the hydrogen selenide mixed gas, it was not possible to completely prevent the precipitation of selenium crystals in the source gas supply flow path L102. Therefore, there has been a problem that a drift phenomenon appears when the
そこで本発明は、緻密な機器操作及び大容量のバッファタンクを必要とせず、長期的にドリフト現象を抑えて、安定したセレン化水素濃度のセレン化水素混合ガスを供給することが可能な、セレン化水素混合ガスの供給方法及び供給装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention does not require precise equipment operation and a large-capacity buffer tank, can suppress a drift phenomenon in the long term, and can supply a hydrogen selenide mixed gas having a stable hydrogen selenide concentration. An object of the present invention is to provide a method and apparatus for supplying a hydrogen fluoride mixed gas.
上記課題を解決するため、本発明の第一の態様として、以下の方法が提供される。
すなわち、（１） 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セレン化水素ガスと、を混合して、所定の濃度に調製されたセレン化水素混合ガスを製造する工程と、前記混合ガスを供給する工程を有する、セレン化水素混合ガスの供給方法であって、更に、セレン化水素混合ガスを製造する工程を停止している間に、原料ガスの流量設定値を補正する工程を含み、前記補正工程が、前記原料ガス供給流路に設けられて前記セレン化水素ガスの流量を制御する流量制御手段と、校正用の流量測定手段とに、同一流量の校正用ガスを流す工程と、前記流量制御手段及び前記流量測定手段によって測定された前記校正用ガスのそれぞれの流量値の差分を得る工程と、前記差分に応じて、前記流量制御手段が流す前記セレン化水素ガスの流量値を補正する工程と、を含むとともに、前記校正用ガスとして、前記ベースガス供給流路と前記原料ガス供給流路の前記流量制御手段の一次側とを接続するバイパス流路によって供給される前記不活性ガスを用いることを特徴とするセレン化水素混合ガスの供給方法が提供される。
In order to solve the above problems, the following method is provided as a first aspect of the present invention.
(1) Hydrogen selenide mixture prepared by mixing an inert gas supplied from a base gas supply channel and hydrogen selenide gas supplied from a source gas supply channel to a predetermined concentration A method for supplying a hydrogen selenide mixed gas comprising a step of producing a gas and a step of supplying the mixed gas, and further, while the step of producing the hydrogen selenide mixed gas is stopped, a source gas The flow rate setting value, and the correction step includes a flow rate control means for controlling the flow rate of the hydrogen selenide gas provided in the source gas supply flow path, and a flow rate measurement means for calibration. A step of flowing a calibration gas with the same flow rate, a step of obtaining a difference between the flow rate values of the calibration gas measured by the flow rate control means and the flow rate measurement means, and the flow rate control means according to the difference Flow Correcting the flow rate value of the hydrogen selenide gas, and connecting the base gas supply channel and the primary side of the flow rate control means of the source gas supply channel as the calibration gas There is provided a method for supplying a hydrogen selenide mixed gas, characterized in that the inert gas supplied by a bypass channel is used .
上記（１）の態様は、以下の特徴を有することが好ましい。
（２） 前記校正用ガスを、前記流量制御手段と前記流量測定手段とに、順不同で、連続して流す。
（３） 前記流量制御手段と前記流量測定手段とに、同一の仕様の流量測定方法を用いる。
（４） 上記（１）〜（３）のいずれかにおいて、前記セレン化水素混合ガスを製造する際に、前記セレン化水素ガスを校正用の前記流量測定手段に流さない。
The aspect (1) preferably has the following characteristics.
(2) The calibration gas is continuously flowed through the flow rate control unit and the flow rate measurement unit in any order.
(3) A flow rate measuring method having the same specifications is used for the flow rate control means and the flow rate measuring means .
(4 ) In any one of the above (1) to ( 3 ), when the hydrogen selenide mixed gas is produced, the hydrogen selenide gas is not passed through the flow rate measuring means for calibration.
本発明の第二の態様として、以下の装置が提供される。
すなわち、（５） 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セレン化水素ガスと、を混合して、所定の濃度に調製されたセレン化水素混合ガスを製造し、その後、供給する、セレン化水素混合ガスの供給装置であって、
前記原料ガス供給流路に設けられて前記セレン化水素ガスの流量を制御する流量制御手段と；前記セレン化水素混合ガスの製造停止時に、校正用ガスを前記原料ガス供給流路の前記流量制御手段の一次側へと供給する校正用ガス供給流路と；前記セレン化水素混合ガスの製造停止時に前記校正用ガスが流れるとともに前記セレン化水素混合ガスの製造時には前記セレン化水素ガスが流れない流路に設けられた校正用の流量測定手段と；前記流量制御手段及び前記流量測定手段に同一流量の前記校正用ガスを流した際に、それぞれ測定された校正用ガスの流量値の差分に応じて、流量制御手段が流す前記セレン化水素ガスの流量値を補正する制御手段と、を備え、前記校正用ガス供給流路が、前記ベースガス供給流路と前記原料ガス供給流路の前記流量制御手段の一次側とを接続するバイパス流路であることを特徴とするセレン化水素混合ガスの供給装置が提供される。
As a second aspect of the present invention, the following apparatus is provided.
That is, (5) and an inert gas supplied from the base Sugasu supply channel, and hydrogen selenide gas supplied from the material gas supply passage, a mixture of hydrogen selenide mixed prepared to a predetermined concentration A hydrogen selenide mixed gas supply device that produces and then supplies gas,
A flow rate control means for controlling the flow rate of the hydrogen selenide gas provided in the source gas supply flow path; and the flow rate control of the source gas supply flow path for the calibration gas when the production of the hydrogen selenide mixed gas is stopped. A gas supply passage for calibration to be supplied to the primary side of the means; the calibration gas flows when the production of the hydrogen selenide mixed gas is stopped, and the hydrogen selenide gas does not flow when the hydrogen selenide mixed gas is produced. A flow rate measurement means for calibration provided in the flow path; and when the same flow rate of the calibration gas flows through the flow rate control means and the flow rate measurement means, in response, the control means for correcting the flow rate value of the hydrogen selenide gas flow control means is flow, wherein the calibration gas supply passage, and the base gas supply passage of said feed gas supply flow path Feeder of hydrogen selenide gas mixture, characterized in that the serial is bypass channel connecting the primary side of the flow control means.
（６） 上記（５）において、前記バイパス流路には、前記セレン化水素混合ガスの製造時に閉状態となり、前記不活性ガスを校正用ガスとして前記ベースガス供給流路から前記原料ガス供給流路へと供給する際に開状態となる、第１の開閉弁が設けられており、前記バイパス流路の前記第１の開閉弁の一次側に、前記流量測定手段が設けられている。 (6 ) In the above ( 5 ), the bypass flow path is closed during the production of the hydrogen selenide mixed gas, and the raw material gas supply flow is supplied from the base gas supply flow path using the inert gas as a calibration gas. A first on-off valve that is open when being supplied to the passage is provided, and the flow rate measuring means is provided on the primary side of the first on-off valve of the bypass flow path.
（７） 上記（５）において、前記原料ガス供給流路の前記流量制御手段の二次側に、分岐流路が設けられ、前記分岐流路には、前記セレン化水素混合ガスの製造時に閉状態となり、前記不活性ガスを校正用ガスとして前記ベースガス供給流路から前記原料ガス供給流路へと供給する際に開状態となる、第２の開閉弁が設けられており、前記分岐流路の前記第２の開閉弁の二次側に、前記流量測定手段が設けられている。
（８） 上記（５）〜（７）のいずれかにおいて、前記流量制御手段と前記流量測定手段とが、同一の仕様の流量測定方法である。
( 7 ) In the above (5) , a branch channel is provided on the secondary side of the flow rate control means of the source gas supply channel, and the branch channel is closed when the hydrogen selenide mixed gas is produced. A second on-off valve is provided, which enters an open state when the inert gas is supplied as a calibration gas from the base gas supply channel to the source gas supply channel. The flow rate measuring means is provided on the secondary side of the second on-off valve of the passage.
( 8 ) In any one of the above ( 5 ) to ( 7 ), the flow rate control means and the flow rate measurement means are flow rate measurement methods having the same specifications.
本発明のセレン化水素混合ガスの供給方法によれば、原料ガスであるセレン化水素ガス供給流路に設けられてセレン化水素ガスの流量を制御する流量制御手段と、校正用の流量測定手段とに、同一流量の校正用ガスを流す。そして、流量制御手段及び流量測定手段によって測定された、校正用ガスのそれぞれの流量値の差分に応じて、流量制御手段が流すセレン化水素ガスの流量値を、補正する構成となっている。この構成により、校正用ガスによって、原料ガス供給流路内に滞留したセレン化水素ガスを、前記原料ガス供給流路内から導出できる。このため、セレン化水素の自己分解によるセレン結晶の析出を低減できる。また、校正用の流量測定手段で測定された校正用ガスの流量値に基づいて、流量制御手段が流すセレン化水素ガスの流量値を補正できる。このため、原料ガス供給流路の流量測定誤差や流量制御誤差を極めて低減し、ドリフト現象を抑えることができる。従って、緻密な機器操作及び大容積のバッファタンクを必要とせず、長期的に安定したセレン化水素濃度のセレン化水素混合ガスを、太陽電池製造装置等の二次側（下流側）に位置する消費設備に供給することができる。 According to the hydrogen selenide mixed gas supply method of the present invention, the flow rate control means for controlling the flow rate of the hydrogen selenide gas provided in the hydrogen selenide gas supply flow path as the raw material gas, and the flow rate measurement means for calibration In addition, a calibration gas having the same flow rate is allowed to flow. And according to the difference of each flow rate value of the calibration gas measured by the flow rate control means and the flow rate measurement means, the flow rate value of the hydrogen selenide gas flowing by the flow rate control means is corrected. With this configuration, the hydrogen selenide gas retained in the source gas supply channel can be derived from the source gas supply channel by the calibration gas. For this reason, precipitation of selenium crystals due to self-decomposition of hydrogen selenide can be reduced. Further, based on the flow rate value of the calibration gas measured by the calibration flow rate measurement unit, the flow rate value of the hydrogen selenide gas flowing by the flow rate control unit can be corrected. For this reason, the flow rate measurement error and the flow rate control error of the source gas supply channel can be greatly reduced, and the drift phenomenon can be suppressed. Accordingly, a hydrogen selenide mixed gas having a stable hydrogen selenide concentration is positioned on the secondary side (downstream side) of a solar cell manufacturing apparatus or the like without requiring precise equipment operation and a large-capacity buffer tank. Can be supplied to consumption equipment.
また、本発明のセレン化水素混合ガスの供給装置は、以下の構成を有する。すなわち、原料ガス供給流路に設けられてセレン化水素ガスの流量を制御する流量制御手段と；セレン化水素混合ガスの製造停止時に、不活性ガスを校正用ガスとしてベースガス供給流路から原料ガス供給流路の流量制御手段の一次側へと供給するためのバイパス流路と；セレン化水素混合ガスの製造停止時には校正用ガスが流れ、セレン化水素混合ガスの製造時にはセレン化水素ガスが流れない流路に設けられた校正用の流量測定手段と；流量制御手段及び流量測定手段に同一流量の校正用ガスを流した際に、それぞれ測定された校正用ガスの流量値の差分に応じて、流量制御手段が流すセレン化水素ガスの流量の設定値を補正する制御手段と、を備える。前記構成を備えた供給装置により、上記の供給方法を実施することができる。 The hydrogen selenide mixed gas supply apparatus of the present invention has the following configuration. That is, flow rate control means for controlling the flow rate of hydrogen selenide gas provided in the source gas supply channel; and when the production of the hydrogen selenide mixed gas is stopped, the inert gas is used as a calibration gas and the source gas is supplied from the base gas supply channel A bypass flow path for supplying the flow control means to the primary side of the gas supply flow path; a calibration gas flows when the production of the hydrogen selenide mixed gas is stopped, and a hydrogen selenide gas is produced when the hydrogen selenide mixed gas is produced. A flow rate measuring means for calibration provided in a non-flowing flow path; according to the difference between the flow values of the calibration gas measured when the same flow rate of calibration gas is passed through the flow rate control means and the flow rate measuring means. And control means for correcting the set value of the flow rate of the hydrogen selenide gas that is flowed by the flow rate control means. The above supply method can be implemented by the supply device having the above-described configuration.
以下、本発明を適用した一実施形態であるセレン化水素混合ガスの供給方法及びセレン化水素混合ガスの供給装置について、図面を用いて詳細に説明する。
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。また本発明は、以下の例のみに限定されるものではない。本発明の範囲内において、必要に応じて、変更、省略、交換及び／又は追加することも可能である。装置の数や位置も、必要に応じて変更してもよい。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。また本発明において、“手段”という記載は、装置、工程、部材、システム、及び部分などを意味してよい。Hereinafter, a hydrogen selenide mixed gas supply method and a hydrogen selenide mixed gas supply apparatus according to an embodiment to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, there are cases where the portions that become the features are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are not always the same as the actual ones. Absent. The present invention is not limited to the following examples. Changes, omissions, replacements and / or additions may be made as necessary within the scope of the present invention. The number and position of the devices may be changed as necessary. As for the units used in this specification, the concentration represents volume concentration, the pressure represents gauge pressure, and the flow rate represents volume flow rate. Furthermore, the volume shown in this specification is a volume in a reference state (0 ° C., 1 atm (atmospheric pressure)). In the present invention, the term “means” may mean an apparatus, a process, a member, a system, a part, and the like.
（セレン化水素混合ガスの供給装置）
先ず、本実施形態のセレン化水素混合ガスの供給装置（以下、単に「供給装置」という）１０１の構成について、太陽電池製造装置向けの供給装置として、図１を参照しながら説明する。なお、ここでは太陽電池製造装置向けの供給装置として記載するが、本発明の供給装置は、セレン化水素混合ガスを消費する装置向けの供給装置であれば特に限定されず、何にでも使用できる。例えばセレン化水素混合ガスをドーピングガスとして消費する半導体製造装置向けの供給装置などが、例としてあげられる。なお上記“装置Ａ向けの装置Ｂ”などの表現は、装置Ａとは別途に用意される装置Ｂを意味しても良く、あるいは、装置Ａの一部として含まれる装置Ｂを意味しても良い。(Hydrogen selenide mixed gas supply device)
First, the configuration of the hydrogen selenide mixed gas supply apparatus (hereinafter simply referred to as “supply apparatus”) 101 of the present embodiment will be described as a supply apparatus for a solar cell manufacturing apparatus with reference to FIG. Although described here as a supply device for a solar cell manufacturing apparatus, the supply apparatus of the present invention is not particularly limited as long as it is a supply apparatus for an apparatus that consumes a hydrogen selenide mixed gas, and can be used for anything. . For example, a supply device for a semiconductor manufacturing apparatus that consumes a hydrogen selenide mixed gas as a doping gas can be given as an example. Note that expressions such as “apparatus B for apparatus A” may mean apparatus B prepared separately from apparatus A, or may mean apparatus B included as part of apparatus A. good.
図１に示すように、供給装置１０１は、太陽電池製造装置（図示略）の生産状況に応じて、所定の濃度に調製したセレン化水素混合ガスを製造し、太陽電池製造装置に供給する装置である。具体的には、供給装置１０１は、ベースガス供給流路Ｌ１と、原料ガス供給流路Ｌ２と、マスフローコントローラ（流量制御手段）６と１１と、混合器２と、バッファタンク３と、を備えて、概略構成されている。より具体的に説明すると、供給装置１０１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、ベースガスの流量を制御するためのマスフローコントローラ６と、原料ガスの流量を制御するためのマスフローコントローラ１１と、流量制御された原料ガスとベースガスとを混合するための混合器２と、混合器２で混合された原料ガスとベースガスとのセレン化水素混合ガスを貯留するバッファタンク３と、を備えて概略構成されている。
As shown in FIG. 1, the
より具体的には、供給装置１０１は更に、バイパス流路Ｌ３と、マスフローメータ（流量測定手段）１６と、制御手段１９と、を備える。さらに具体的に説明すると、供給装置１０１は、セレン化水素混合ガスの製造停止時に、ベースガスを校正用ガスとしてベースガス供給流路Ｌ１から原料ガス供給流路Ｌ２のマスフローコントローラ１１の一次側（上流側）へと供給するためのバイパス流路Ｌ３と、セレン化水素混合ガスの製造時には原料ガスが流れない流路に供給された校正用ガスの流量を測定するためのマスフローメータ１６と、マスフローコントローラ１１及びマスフローメータ１６に同一流量の校正用ガスを流した際に、それぞれ測定された校正用ガスの流量値の差分に応じて、マスフローコントローラ１１に流す原料ガスの流量値を補正するための制御手段１９と、を備えることを特徴としている。
More specifically, the
（ベースガス供給流路Ｌ１）
ベースガス供給流路Ｌ１は、一端が図示略のベースガス供給源に接続されており、他端が混合器２に接続されている。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。本発明で使用される不活性ガスとしては、例えば、窒素（Ｎ２）ガス、あるいは、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）や、ネオン（Ｎｅ）などの希ガス等が挙げられる。(Base gas supply flow path L1)
One end of the base gas supply channel L <b> 1 is connected to a base gas supply source (not shown), and the other end is connected to the
ベースガス供給流路Ｌ１には、上流側から下流側に向かって、開閉バルブ４、圧力調整器５、マスフローコントローラ６、逆止弁７、自動弁８が順次設けられている。なお、必要に応じて、圧力調整器５の上流側及び下流側に、図示略の圧力計が設けられていてもよい。このような圧力計の設置により、圧力調整器５の前後の圧力を視認することができる。
In the base gas supply flow path L1, an opening / closing valve 4, a
開閉バルブ４は、ベースガスを開閉バルブ４より下流に供給する場合には開けられ、供給しない場合は閉じられる。
圧力調整器５は、ベースガス供給源から供給される不活性ガスの圧力を所望の圧力へと減圧するために設けられている。本実施形態の供給装置１０１では、圧力調整器５がベースガス供給流路Ｌ１に１つだけ設けられている。しかしながら、１つに限定されるものではなく、圧力調整器５が流路Ｌ１の任意に選択される箇所に２以上設けられていてもよい。
なお、マスフローコントローラ６の直前の流路Ｌ１中のガスの圧力は、太陽電池製造装置への供給圧力に応じて、適宜設定することができる。例えば、マスフローコントローラ６の直前のガスの圧力としては、０．３〜０．８ＭＰａの範囲とすることができる。The on-off valve 4 is opened when the base gas is supplied downstream from the on-off valve 4, and is closed when not supplied.
The
In addition, the pressure of the gas in the flow path L1 immediately before the
マスフローコントローラ６は、不活性ガスの質量流量を計測して流量制御を行う流量制御機器であり、高精度な流量計測及び制御をするために設けられている。
また、マスフローコントローラ６は、混合器２で混合されたセレン化水素混合ガス中のセレン化水素濃度が所定値を維持するように、不活性ガスの流量を制御する。
図１には、ベースガス供給流路Ｌ１に１つのマスフローコントローラ６が設けられた供給装置１０１を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、マスフローコントローラ６がベースガス供給流路Ｌ１に並列で２以上設けられていてもよい。
マスフローコントローラ６には、質量流量センサが搭載される。マスフローコントローラ６に搭載される質量流量センサは、特に限定されるものではなく、例えば、熱式質量流量センサ、差圧式質量流量センサ、コリオリ式質量流量センサ等の一般的なものを用いることができる。The
The
Although FIG. 1 illustrates the
A mass flow sensor is mounted on the
逆止弁７は、マスフローコントローラ６で流量制御された不活性ガスを上流側から下流側のみに流すとともに、下流側から上流側への不活性ガスの逆流を防止する。これにより、ベースガス供給流路Ｌ１内のベースガス流量の変動が軽減される。
The check valve 7 flows the inert gas whose flow rate is controlled by the
自動弁８は、マスフローコントローラ６で流量制御された不活性ガスを、混合器２に供給するか否かを、制御するために設けられている。自動弁８が開状態であるときは、流量制御された不活性ガスが自動弁８の下流側に排出され、混合器２に供給される。一方、自動弁８が閉状態であるときは、自動弁８の下流側への不活性ガスの供給が停止され、混合器２に不活性ガスが供給されない。自動弁８の開閉状態は、圧力計２２で計測されるバッファタンク３の圧力によって切り替えられる。
The
（原料ガス供給流路Ｌ２）
原料ガス供給流路Ｌ２は、一端が図示略の原料ガス供給源に接続されており、他端が混合器２に接続されている。原料ガスは、セレン化水素ガスである。(Raw material gas supply flow path L2)
One end of the source gas supply flow path L <b> 2 is connected to a source gas supply source (not shown), and the other end is connected to the
原料ガス供給流路Ｌ２には、マスフローコントローラ１１が設けられるとともに、マスフローコントローラ１１の二次側（下流側）に位置する原料ガス供給流路Ｌ２には、原料ガス供給流路Ｌ２から分岐する分岐流路Ｌ４が接続されている。
The source gas supply channel L2 is provided with the
また、原料ガス供給流路Ｌ２には、上流側から下流側に向かって、自動弁９、圧力調整器１０、マスフローコントローラ１１、逆止弁１２、自動弁１３が順次設けられている。ベースガス供給流路Ｌ１と同様、必要に応じて、圧力調整器１０の上流側及び下流側に、図示略の任意の数の圧力計が設けられていてもよい。このような圧力計の設置により、圧力調整器１０の前後の圧力を視認することができる。
In addition, an
自動弁９、圧力調整器１０、逆止弁１２、自動弁１３に関する説明は、ベースガス供給流路Ｌ１の開閉バルブ４、圧力調整器５、逆止弁７、自動弁８の説明における不活性ガスをセレン化水素ガスに置き換えたものとほぼ同一であるため、省略する。
The explanation about the
マスフローコントローラ１１は、流路Ｌ２を流れるセレン化水素ガスの質量流量を計測して流量制御を行う流量制御機器であり、高精度な流量計測及び制御をするために設けられている。
また、マスフローコントローラ１１は、混合器２で混合されたセレン化水素混合ガス中のセレン化水素濃度が所定値になるように、セレン化水素ガスの流量を制御する。
また、マスフローコントローラ１１では、セレン化水素混合ガスの製造停止時に、バイパス流路Ｌ３を介してマスフローコントローラ１１の一次側（上流側）へ供給される校正用ガスの、流量制御及び質量流量計測がなされる。
さらに、マスフローコントローラ１１には、後述する配線Ｅ１によって制御手段１９が接続されており、校正用ガスの流量の測定結果（流量測定値）をマスフローコントローラ１１から制御手段１９へと送信可能とされている。制御手段１９では、必用な情報を得ると演算処理などを行い、その結果をマスフローコントローラ１１の制御に反映させることができる。The
The
The
Further, a control means 19 is connected to the
図１には、原料ガス供給流路Ｌ２に１つのマスフローコントローラ１１が設けられた供給装置１０１を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、マスフローコントローラ１１が原料ガス供給流路Ｌ２に並列で２つ以上設けられていてもよい。
Although FIG. 1 illustrates the
マスフローコントローラ１１には、質量流量センサが搭載される。マスフローコントローラ１１に搭載される質量流量センサは、特に限定されるものではなく、例えば、熱式質量流量センサ、差圧式質量流量センサ、コリオリ式質量流量センサ等の一般的なものを用いることができる。なお、マスフローコントローラ１１は原料ガスであるセレン化水素ガスで流量校正されたものが好ましいが、特に限定されるわけではなく、セレン化水素ガス以外のガスで校正されたものでもよい。
A mass flow sensor is mounted on the
（混合器２）
混合器２は、ベースガス供給流路Ｌ１の他端と原料ガス供給流路Ｌ２の他端とが合流する位置に設けられている。混合器２は、ベースガス供給流路Ｌ１を通って供給される不活性ガスと、原料ガス供給流路Ｌ２を通って供給されるセレン化水素ガスとを混合して、所定の濃度に調整されたセレン化水素混合ガスを製造し、製造したガスを下流側に供給できるものであれば、特に限定されず、任意のものを選択できる。混合器２により、原料ガス供給流路Ｌ２への不活性ガスの流入、及びベースガス供給流路Ｌ１へのセレン化水素ガスの流入が、防止される。(Mixer 2)
The
（流路Ｌ５）
混合器２とバッファタンク３とは、流路Ｌ５により接続される。なお、流路Ｌ５には、図示略の開閉バルブが設けられていてもよい。(Flow path L5)
The
図１には、ベースガス供給流路Ｌ１の一端と原料ガス供給流路Ｌ２の一端が混合器２と接続し、混合器２とバッファタンク３の間に流路Ｌ５が設けられた供給装置１０１を例示している。しかしながら本発明は、これに限定されるものではない。例えば、混合器２が無い供給装置であってもよく、あるいは、混合器２および流路Ｌ５が無く、ベースガス供給流路Ｌ１および原料ガス供給流路Ｌ２の一端が直接バッファタンク３にそれぞれ接続する供給装置であってもよい。すなわち、タンク内でガスの混合がなされても良い。
In FIG. 1, one end of a base gas supply flow path L1 and one end of a source gas supply flow path L2 are connected to the
（バッファタンク３）
バッファタンク３は、混合器２によって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貯留槽である。バッファタンク３の内容積は、特に限定されるものではなく、太陽電池製造装置への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。バッファタンク３におけるセレン化水素混合ガスの貯留量は、バッファタンク３の内容積及び太陽電池製造装置への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。例えば、太陽電池製造装置へのセレン化水素混合ガス供給量が１００〜２００Ｌ／ｍｉｎの場合、バッファタンク内容量は２０〜４００Ｌとすることができる。(Buffer tank 3)
The
バッファタンク３の上限圧力及び下限圧力は、特に限定されるものではなく、バッファタンク３におけるセレン化水素混合ガスの貯留量及び太陽電池製造装置への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。例えば、バッファタンク３内のセレン化水素混合ガスの貯留圧力としては、０．１〜０．５ＭＰａの範囲とすることができる。
The upper limit pressure and the lower limit pressure of the
（流路Ｌ６）
バッファタンク３には流路Ｌ６の一端が接続されており、流路Ｌ６の他端が混合ガスの出口となっており、この出口は太陽電池製造装置に接続されている。これにより、バッファタンク３から太陽電池製造装置へとセレン化水素混合ガスを供給可能となっている。また、流路Ｌ６の出口より上流位置、すなわち流路Ｌ６の供給口側には、開閉バルブ２１が設けられている。
太陽電池製造装置にセレン化水素混合ガスをバッファタンク３から供給する場合には、開閉バルブ２１を開ける。一方、太陽電池製造装置にセレン化水素混合ガスをバッファタンク３から供給しない場合には、開閉バルブ２１を閉じる。
なお、太陽電池製造装置にセレン化水素混合ガスを一定圧力で供給する場合は、流路Ｌ６に図示略の圧力調整器を設けてもよい。
また、複数の太陽電池製造装置にセレン化水素混合ガスを供給する場合は、開閉バルブ２１を２以上設けてもよい。この時、流路Ｌ６は分岐させてもよい。(Flow path L6)
One end of the flow path L6 is connected to the
When supplying the hydrogen selenide mixed gas from the
In addition, when supplying a hydrogen selenide mixed gas to a solar cell manufacturing apparatus with a fixed pressure, you may provide the pressure regulator not shown in the flow path L6.
Moreover, when supplying a hydrogen selenide mixed gas to a plurality of solar cell manufacturing apparatuses, two or more open /
（流路Ｌ７）
また、バッファタンク３には、流路Ｌ７の一端が接続されており、流路Ｌ７の他端が圧力計２２に接続されている。圧力計２２により、バッファタンク３内のセレン化水素混合ガスの圧力を計測することができる。また、流路Ｌ７には、開閉バルブ２３が設けられている。開閉バルブ２３は通常は開いている。
さらに、バッファタンク３には、図示略の真空ポンプ等が接続されていることが好ましい。これにより、バッファタンク３に残留する窒素等のパージガスを除く場合、パージガスを真空ポンプ等によって排気することができる。(Flow path L7)
In addition, one end of a flow path L7 is connected to the
Furthermore, it is preferable that a vacuum pump or the like (not shown) is connected to the
（バッファタンクの省略）
なお、本発明では、バッファタンク３は省略してもよい。バッファタンク３を採用しない本実施形態の供給装置（図示略）においては、図１に示す流路Ｌ５と流路Ｌ６とが直結しており、バッファタンク３に接続する流路Ｌ７、圧力計２２、開閉バルブ２３は設けられていなくてもよい。(Omitted buffer tank)
In the present invention, the
（バイパス流路Ｌ３）
バイパス流路Ｌ３は、一端がベースガス供給源あるいはベースガス供給流路Ｌ１に接続されており、他端がマスフローコントローラ１１の一次側（上流側）に位置する流路Ｌ２に接続されている。バイパス流路Ｌ３には、自動弁（第１の開閉弁）１４が設けられている。自動弁１４は、セレン化水素混合ガスの製造時に閉状態とされ、セレン化水素混合ガスの製造停止時に開状態とされる。自動弁１４が開状態のとき、校正用ガスがベースガス供給流路Ｌ１からバイパス流路Ｌ３を介して、原料ガス供給流路Ｌ２へと供給される。(Bypass channel L3)
One end of the bypass flow path L3 is connected to the base gas supply source or the base gas supply flow path L1, and the other end is connected to the flow path L2 located on the primary side (upstream side) of the
バイパス流路Ｌ３及び自動弁１４の設置により、セレン化水素混合ガスの製造停止時には、原料ガス供給流路Ｌ２がベースガス供給流路Ｌ１に連通される。セレン化水素混合ガスの製造時には、原料ガス供給流路Ｌ２がベースガス供給流路Ｌ１に連通されない。このため、セレン化水素混合ガスの製造時には、原料ガス供給流路Ｌ２がベースガス供給流路Ｌ１に連通されないため、バイパス流路Ｌ３の自動弁１４の一次側（上流側）には、セレン化水素ガスが流れない。
By providing the bypass flow path L3 and the
校正用ガスは、高濃度のセレン化水素ガスが含まれないガスであれば、特に制限されるものではない。校正用ガスは、任意に選択できる。校正用ガスとしては、例えば、不活性ガスや、あるいは、不活性ガス成分を主成分とするものが好ましい。なお、図１では、ベースガス供給源からベースガス供給流路Ｌ１に供給される不活性ガスを、校正用ガスとして用いる構成を例示している。しかしながら、バイパス流路Ｌ３の一端が、図示略の別途設けられた校正用ガス供給源あるいは別の装置と共用の不活性ガス供給源に接続され、それらの供給源からバイパス流路Ｌ３に校正用ガスが供給されていてもよい（図７参照）。しかしながら、供給装置１０１の大型化を防ぐとともに校正用ガス供給源の追加を不要とすることから、バイパス流路Ｌ３の一端はベースガス供給流路Ｌ１に接続されていることが好ましい。
The calibration gas is not particularly limited as long as it does not contain high-concentration hydrogen selenide gas. The calibration gas can be arbitrarily selected. As the calibration gas, for example, an inert gas or a gas mainly containing an inert gas component is preferable. 1 illustrates a configuration in which an inert gas supplied from the base gas supply source to the base gas supply flow path L1 is used as the calibration gas. However, one end of the bypass channel L3 is connected to a separately provided calibration gas supply source (not shown) or an inert gas supply source shared with another device, and the calibration source is connected to the bypass channel L3 from these supply sources. Gas may be supplied (see FIG. 7). However, it is preferable that one end of the bypass flow path L3 is connected to the base gas supply flow path L1 in order to prevent an increase in the size of the
また、バイパス流路Ｌ３の一端とベースガス供給流路Ｌ１との接続位置は、特に限定されない。しかしながら、バイパス流路Ｌ３の一端はベースガス供給源に近い位置に接続されるように、ベースガス供給流路Ｌ１に接続されていることが好ましい。この構造により、校正用ガスがベースガス供給流路Ｌ１を流れる際に、不純物が校正用ガスに混入するのを防ぐことができる。
さらに、バイパス流路Ｌ３には、図示略の圧力調整器が設けられていてもよい。Further, the connection position between one end of the bypass flow path L3 and the base gas supply flow path L1 is not particularly limited. However, it is preferable that one end of the bypass flow path L3 is connected to the base gas supply flow path L1 so as to be connected to a position close to the base gas supply source. With this structure, it is possible to prevent impurities from being mixed into the calibration gas when the calibration gas flows through the base gas supply channel L1.
Furthermore, a pressure regulator (not shown) may be provided in the bypass channel L3.
（分岐流路Ｌ４）
分岐流路Ｌ４は、一端がマスフローコントローラ１１の二次側（下流側）の原料ガス供給流路Ｌ２に接続されており、他端が図示略の排気ダクトに接続されている。分岐流路Ｌ４には、上流側から下流側に向かって、自動弁（第２の開閉弁）１５、マスフローメータ１６が順次設けられている。自動弁１５は、セレン化水素混合ガスの製造時に閉状態とされ、セレン化水素混合ガスの製造停止時に開状態とされる。自動弁１５が開状態のとき（セレン化水素混合ガスが製造停止のとき）、校正用ガスがベースガス供給流路Ｌ１からバイパス流路Ｌ３及び原料ガス供給流路Ｌ２を介して分岐流路Ｌ４へと供給される。
セレン化水素混合ガスの製造時には、分岐流路Ｌ４と原料ガス供給流路Ｌ２とが自動弁１５により遮断される。かつ、セレン化水素混合ガスの製造停止時には分岐流路Ｌ４と原料ガス供給流路Ｌ２とが自動弁１５により遮断されない、すなわち連通する。セレン化水素混合ガスの製造時には、分岐流路Ｌ４と原料ガス供給流路Ｌ２とが遮断されるため、分岐流路Ｌ４の自動弁１５の二次側には、セレン化水素ガスが流れない。(Branch channel L4)
One end of the branch flow path L4 is connected to the source gas supply flow path L2 on the secondary side (downstream side) of the
During the production of the hydrogen selenide mixed gas, the branch flow path L4 and the raw material gas supply flow path L2 are shut off by the
マスフローメータ１６は、校正用ガスの質量流量を計測する流量測定機器である。具体的には、マスフローコントローラ１１を流れた校正用ガスの流量を測定するために設けられている。
また、マスフローコントローラ１１におけるセレン化水素ガスの流量値をより正確に補正するため、本実施形態のマスフローメータ１６は、セレン化水素混合ガスの製造時にセレン化水素ガスが流れない流路に設置されていることが好ましい。マスフローメータ１６へのセレン結晶の析出を防止することができる。具体的には、マスフローメータ１６は、図１に示すように、セレン化水素混合ガスの製造時に閉状態となる自動弁１５の二次側（下流側）に設けられていることが好ましい。The
Further, in order to more accurately correct the flow rate value of the hydrogen selenide gas in the
マスフローメータ１６では、セレン化水素混合ガスの製造停止時に、バイパス流路Ｌ３及び原料ガス供給流路Ｌ２を介して分岐流路Ｌ４へ供給される、校正用ガスの質量流量が計測される。この校正用ガスは、原料ガス供給流路Ｌ２を流れる際には、マスフローコントローラ１１を流れる。
マスフローメータ１６には、質量流量センサが搭載されることが好ましい。マスフローメータ１６に搭載される質量流量センサは、特に限定されるものではなく、例えば、熱式質量流量センサ、差圧式質量流量センサ、コリオリ式質量流量センサ等の一般的なものを用いることができる。The
The
（制御手段１９及び配線Ｅ１とＥ２）
マスフローメータ１６は、配線Ｅ２によって、制御手段１９に接続されている。すなわち、分岐流路Ｌ４へ供給される校正用ガスの流量測定値は、配線Ｅ２により、マスフローメータ１６から制御手段１９へと送信可能とされている。
なお前述したように、制御手段１９には、マスフローコントローラ１１に接続する配線Ｅ１も接続されている。(Control means 19 and wirings E1 and E2)
The
As described above, the control means 19 is also connected to the wiring E1 connected to the
マスフローコントローラ１１及びマスフローメータ１６のそれぞれでは、校正用ガスの流量値が測定され、制御手段１９に送信される。従って、測定された校正用ガスの流量値の差分が制御手段１９で得られる。制御手段１９は、マスフローコントローラ１１に、補正の為のデーターを送ることができる。このように、得られた差分によって、セレン化水素混合ガス製造再開時に、マスフローコントローラ１１の二次側（下流側）へ流すセレン化水素ガスの流量値が補正される。マスフローコントローラ１１及びマスフローメータ１６は、流量測定範囲が同じ質量流量センサであることがより好ましく、さらに同一成分のガスで流量校正されたものであることが極めて好ましい。
例えば、マスフローコントローラ１１が熱式質量流量センサを搭載しており、セレン化水素で校正された流量計測のフルスケールが１０［Ｌ／ｍｉｎ］の仕様のものであれば、マスフローメータ１６には、同様のもの、すなわち、熱式質量流量センサを搭載するとともにセレン化水素で校正された流量計測のフルスケールが１０［Ｌ／ｍｉｎ］の仕様のものを用いることが極めて好ましい。
マスフローコントローラ１１及びマスフローメータ１６として使用する機器として、このように類似の、または同じものを選択することにより、以下の効果をえることができる。すなわち、マスフローコントローラ１１とマスフローメータ１６で測定された校正用ガスの流量測定値は、異種ガスを用いた場合に必要である流量換算処理を必要とすることなく、校正用ガスの測定後、直ちに制御手段１９により、マスフローコントローラ１１のために、セレン化水素ガスの流量値の補正量または補正されたセレン化水素ガスの流量値を算出することができる。In each of the
For example, if the
By selecting similar or identical devices as the
制御手段１９は、マスフローコントローラ１１及びマスフローメータ１６のそれぞれで測定された、校正用ガスの流量値を受信する。また制御手段１９は、受信したそれぞれの校正用ガスの流量値の差分に応じて、マスフローコントローラ１１で設定されるセレン化水素ガスの流量値の補正量、または補正されたセレン化水素ガスの流量値を算出し、マスフローコントローラ１１に伝達する。
なお、校正用ガスの流量測定値は、セレン化水素混合ガス製造停止時に、マスフローコントローラ１１及びマスフローメータ１６で測定される。その後、セレン化水素混合ガスの製造が再開された時には、セレン化水素ガスの補正を加味した流量値を、マスフローコントローラ１１の流量設定値とする。The control means 19 receives the calibration gas flow rate values measured by the
The flow rate measurement value of the calibration gas is measured by the
制御手段１９は、セレン化水素ガスの流量値の補正量、または補正されたセレン化水素ガスの流量値を、算出可能なものであれば、特に限定されない。演算装置やシステムを任意に選択して使用できる。このような制御手段１９としては、例えば、中央演算処理装置を有する一般的なコンピュータやプログラマブルロジックコントローラを用いることができる。 The control means 19 is not particularly limited as long as it can calculate the correction amount of the hydrogen selenide gas flow rate value or the corrected hydrogen selenide gas flow rate value. Arithmetic devices and systems can be arbitrarily selected and used. As such a control means 19, for example, a general computer or a programmable logic controller having a central processing unit can be used.
（セレン化水素混合ガスの供給方法）
次に、供給装置１０１を用いた本実施形態のセレン化水素混合ガスの供給方法（以下、単に「供給方法」という）について説明する。(Method for supplying hydrogen selenide mixed gas)
Next, a method for supplying a hydrogen selenide mixed gas of the present embodiment using the supply device 101 (hereinafter simply referred to as “supply method”) will be described.
本実施形態の供給方法は、以下のプロセスを含む。
先ず、マスフローコントローラ６で流量制御された不活性ガスと、マスフローコントローラ１１で流量制御された原料ガスとを、混合器２で混合して、所定のセレン化水素濃度設定値になるように、セレン化水素混合ガスを製造する。そして製造された混合ガスを、バッファタンク３に貯留する。（セレン化水素混合ガスの製造プロセス（Ｉ））。
その後、バッファタンク３内のそのセレン化水素混合ガスを、供給装置１０１の後段に設けられた、太陽電池製造装置等の二次側に位置する消費設備に供給する（セレン化水素混合ガスの供給プロセス（ＩＩＩ））。
セレン化水素混合ガス製造プロセスの後、すなわち、セレン化水素混合ガスの製造を停止した後に、同一流量の校正用ガスを、好ましくは同じ校正用ガスを、マスフローコントローラ１１及びマスフローメータ１６に流通させる。マスフローコントローラ１１及びマスフローメータ１６によって測定された、校正用ガスのそれぞれの流量値の差分に応じて、マスフローコントローラ１１に流すセレン化水素ガスの流量値を補正する（原料ガスの流量設定値の補正プロセス（ＩＩ））。
なおここでは、セレン化水素混合ガスの二次側（下流側）に位置する消費設備として、太陽電池製造装置と記載したが、セレン化水素混合ガスを消費する装置であれば何でもよい。例えばセレン化水素混合ガスをドーピングガスとして消費する半導体製造装置などがあげられる。The supply method of this embodiment includes the following processes.
First, the inert gas whose flow rate is controlled by the
Thereafter, the hydrogen selenide mixed gas in the
After the hydrogen selenide mixed gas production process, that is, after the production of the hydrogen selenide mixed gas is stopped, the calibration gas having the same flow rate, preferably the same calibration gas, is passed through the
In addition, although the solar cell manufacturing apparatus was described here as a consumption facility located on the secondary side (downstream side) of the hydrogen selenide mixed gas, any apparatus that consumes the hydrogen selenide mixed gas may be used. For example, a semiconductor manufacturing apparatus that consumes a hydrogen selenide mixed gas as a doping gas can be used.
（製造準備プロセス）
先ず、セレン化水素混合ガスの製造前の準備を行う。具体的には、図１に示す供給装置１０１を用意し、この装置において、開閉バルブ４、２１、２３、自動弁９を開閉操作しながら窒素等のパージガスを流通させ、流路内のパージを行う。上記パージを完了した後、自動弁１４，１５を閉状態にするとともに、自動弁１４、１５以外の全ての開閉バルブ及び自動弁を開状態にして、製造準備を完了する。
なお、バッファタンク３に残留する窒素等のパージガスは、除いておくことが好ましい。例えば、バッファタンク３に接続する図示略の真空排気用バルブ等から、図示略の真空ポンプ等を用いて真空排気することが好ましい。(Manufacturing preparation process)
First, preparation before manufacture of hydrogen selenide mixed gas is performed. Specifically, a
The purge gas such as nitrogen remaining in the
（セレン化水素混合ガスの製造プロセス（Ｉ））
次に、ベースガス供給流路Ｌ１から不活性ガスを、原料ガス供給流路Ｌ２からセレン化水素ガスを、それぞれ混合器２へと供給する。すなわち、不活性ガスの流量（流量設定値Ｖ１［Ｌ／ｍｉｎ］）とセレン化水素ガスの流量（流量設定値Ｖ２［Ｌ／ｍｉｎ］）とを、予め設定された流量に制御しながら供給する。
より具体的には、不活性ガスの流量とセレン化水素ガスの流量とを、予め設定された、太陽電池製造装置に供給するセレン化水素混合ガス中のセレン化水素濃度の設定値（セレン化水素濃度Ｃ［％］、Ｃ＝Ｖ２／（Ｖ１＋Ｖ２）×１００）から決定された各流量となるように、それぞれ制御する。このようにして、ベースガス供給流路Ｌ１から不活性ガスを、原料ガス供給流路Ｌ２からセレン化水素ガスを、それぞれ混合器２へと供給する。(Process for producing hydrogen selenide mixed gas (I))
Next, an inert gas is supplied from the base gas supply flow path L1 and a hydrogen selenide gas is supplied from the source gas supply flow path L2 to the
More specifically, the flow rate of the inert gas and the flow rate of the hydrogen selenide gas are set in advance as the set value of the hydrogen selenide concentration in the hydrogen selenide mixed gas supplied to the solar cell manufacturing apparatus (selenization). Control is performed so that each flow rate is determined from the hydrogen concentration C [%], C = V 2 / (V 1 + V 2 ) × 100). In this manner, the inert gas is supplied from the base gas supply flow path L1 and the hydrogen selenide gas is supplied from the source gas supply flow path L2 to the
より具体的に説明すると、不活性ガスは、ベースガス供給源からベースガス供給流路Ｌ１に供給される。不活性ガスは、ベースガス供給流路Ｌ１において、圧力調整器５により所定の圧力へと減圧された後、マスフローコントローラ６内へ導入される。マスフローコントローラ６には、予め不活性ガスの流量設定値Ｖ１［Ｌ／ｍｉｎ］が設定されている。すなわち不活性ガスの流量は、マスフローコントローラ６により、Ｖ１［Ｌ／ｍｉｎ］になるように制御される。そして、自動弁８が開状態の場合に、マスフローコントローラ６を介して、所定の流量（Ｖ１）の不活性ガスが、混合器２へと供給される。More specifically, the inert gas is supplied from the base gas supply source to the base gas supply channel L1. The inert gas is decompressed to a predetermined pressure by the
また、セレン化水素ガスは、原料ガス供給源から原料ガス供給流路Ｌ２に供給される。セレン化水素ガスは、原料ガス供給流路Ｌ２において、圧力調整器１０により所定の圧力へと減圧された後、マスフローコントローラ１１内へ導入される。マスフローコントローラ１１には、予めセレン化水素ガスの流量設定値Ｖ２［Ｌ／ｍｉｎ］が設定されている。すなわちセレン化水素ガスの流量は、マスフローコントローラ１１により、Ｖ２［Ｌ／ｍｉｎ］になるように制御される。そして、自動弁１３が開状態の場合に、マスフローコントローラ１１を介して、所定の流量（Ｖ２）のセレン化水素ガスが、混合器２へと供給される。The hydrogen selenide gas is supplied from the source gas supply source to the source gas supply flow path L2. The hydrogen selenide gas is decompressed to a predetermined pressure by the
次に、所定の流量で供給された不活性ガス及びセレン化水素ガスを、混合器２によって混合し、所定の濃度Ｃ＝（Ｖ２／（Ｖ１＋Ｖ２））×１００[％]のセレン化水素混合ガスを製造する。
ここで、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、太陽電池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。Next, the inert gas and hydrogen selenide gas supplied at a predetermined flow rate are mixed by the
Here, the concentration of the hydrogen selenide mixed gas is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the requirements of the solar cell manufacturing apparatus. Specifically, for example, the concentration of hydrogen selenide in the hydrogen selenide mixed gas can be 5 to 20 vol%.
次に、流路Ｌ５を介して、所定のセレン化水素濃度に混合されたセレン化水素混合ガスを、バッファタンク３に貯留する。貯留されたセレン化水素混合ガスの圧力は、圧力計２２で計測することができる。貯留されたセレン化水素混合ガスの圧力があらかじめ設定された上限圧力に達するまで、セレン化水素混合ガスを製造し、流路Ｌ５より、バッファタンク３に供給する。圧力計２２で測定される圧力が上限圧力に達した際には、自動弁８、９、及び１３の全てを閉状態とし、バッファタンク３への供給を停止し、セレン化水素混合ガスの製造を停止する。なお自動弁９も閉めるのは、後述する補正プロセスの実施の為である。
Next, the hydrogen selenide mixed gas mixed to a predetermined hydrogen selenide concentration is stored in the
その後、圧力計２２により、バッファタンク３内におけるセレン化水素混合ガスの圧力があらかじめ設定された下限圧力以下に達したことを検知した際には、閉じられていた自動弁８、９、１３を開状態とし、バッファタンク３への混合ガスの供給、すなわちセレン化水素混合ガスの製造を開始する。その後、圧力計２２により、バッファタンク３の圧力が上限圧力以上に達したことを検知した際に、自動弁８、９、１３全てを閉状態とし、バッファタンク３への混合ガスの供給、すなわち、セレン化水素混合ガスの製造を停止する。以降、バッファタンク３の圧力に応じて、セレン化水素混合ガスの製造及び製造停止を順次繰り返す。
Thereafter, when it is detected by the
（セレン化水素混合ガスの供給プロセス（ＩＩＩ））
バッファタンク３内に貯留されたセレン化水素混合ガスを、太陽電池製造装置におけるセレン化水素混合ガスの消費状況に応じて、太陽電池製造装置へ供給する。(Hydrogen selenide mixed gas supply process (III))
The hydrogen selenide mixed gas stored in the
なお、バッファタンク３を用いない本実施形態の供給方法においては、セレン化水素混合ガスの製造または製造停止の切り替えを、圧力計２２で測定されたバッファタンク３内の圧力値に応じて行うのではなく、太陽電池製造装置におけるセレン化水素混合ガスの消費状況に応じて行ってもよい。例えば、消費が行われないときは混合ガスの製造停止としてもよく、及び／又は、消費が行われる時に製造を行っても良い。
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。In the supply method of the present embodiment that does not use the
In this way, the hydrogen selenide mixed gas having a stable hydrogen selenide concentration is continuously supplied to the solar cell manufacturing apparatus.
（原料ガスの流量設定値の補正プロセス（ＩＩ））
バッファタンク３へのセレン化水素混合ガスの製造を停止した後に、以下に説明する原料ガスの流量設定値の補正プロセスを行う。この補正プロセスにより、マスフローコントローラ１１の二次側（下流側）へ流す、セレン化水素ガスの流量設定値を補正する。
具体的には、原料ガス供給流路Ｌ２に設けられてセレン化水素の流量を制御するマスフローコントローラ１１と、校正用のマスフローメータ１６とに、同一流量の校正用ガスを流す。連続して流れる校正用ガスの流れが、それぞれの位置で測定される。そして、マスフローコントローラ１１及びマスフローメータ１６によって測定された校正用ガスのそれぞれの流量値の差分に応じて、マスフローコントローラ１１に流すセレン化水素ガスの流量設定値を補正する。(Source gas flow rate setting value correction process (II))
After the production of the hydrogen selenide mixed gas in the
Specifically, the calibration gas having the same flow rate is supplied to the
更に補正プロセスについて説明する。
先ず、自動弁９を閉状態にして、セレン化水素ガスの供給を停止する。自動弁８と１３も閉じられる。Further, the correction process will be described.
First, the
次に、自動弁１４、１５を開状態にする。その結果、ベースガス供給源からベースガスである不活性ガスをバイパス流路Ｌ３と、バイパス流路Ｌ３と原料ガス供給流路Ｌ２との接続位置から分岐流路Ｌ４と原料ガス供給流路Ｌ２との接続位置までの間の原料ガス供給流路Ｌ２と、分岐流路Ｌ４とで、構成される流路（以降では、この連続した流路を「校正用ガス流路」と称する）に、連続して不活性ガスを流すことができる。この不活性ガスはベースガスと同じガスを使用してもよい。使用された不活性ガスは、校正用ガスとして機能する。本プロセスにより、同一流量の校正用ガスを、校正用ガス流路に設けられたマスフローコントローラ１１、マスフローメータ１６に、連続して流すことができる。
Next, the
次に、校正用ガス流路に設けられたマスフローコントローラ１１とマスフローメータ１６によって校正用ガスのそれぞれの流量値を測定する。、制御手段１９によってそれら測定値を用いて演算処理を行い、その結果をもとに、セレン化水素混合ガスの製造再開時における、マスフローコントローラ１１が流すセレン化水素ガスの流量値を補正する。
なお、校正時と混合ガス製造時のガスの種類が異なる場合、あるいは、必要に応じて別途マスフローコントローラやマスフローメータのそれぞれの校正を行う際に校正時と流量測定時のガスの種類が異なる場合、流量誤差の算出前に、コンバージョンファクターと呼ばれる流量補正係数を用いて流量を換算することが好ましい。Next, each flow rate value of the calibration gas is measured by the
If the gas type at the time of calibration and mixed gas production is different, or if the gas type at the time of calibration is different from that at the time of flow measurement when calibrating each mass flow controller or mass flow meter separately if necessary Before calculating the flow rate error, the flow rate is preferably converted using a flow rate correction coefficient called a conversion factor.
更に詳細に、本発明における流量誤差の算出について説明する。
流量誤差の算出にあたっては、先ず、マスフローコントローラ１１により、校正用ガスの流量の制御を行い、また、同時に校正用ガスの流量Ｖ３［Ｌ／ｍｉｎ］を測定する。さらに、同時に、下流側に位置するマスフローメータ１６により、校正用ガスの流量Ｖ４［Ｌ／ｍｉｎ］を測定する。
セレン化水素混合ガス製造時において、マスフローコントローラ１１を含む原料ガス供給流路Ｌ２にセレン結晶が多く析出されると、マスフローコントローラ１１の流量制御精度が低下する。このとき、セレン結晶の存在の為に、セレン化水素混合ガス製造停止時にマスフローコントローラ１１で測定された校正用ガスの流量Ｖ３［Ｌ／ｍｉｎ］が、本来測定されるべき校正用ガスの流量より小さくなる傾向がある。
これに対し、マスフローメータ１６は、セレン化水素混合ガス製造時において、セレン化水素ガスが流れない位置に配置されている。このため、マスフローメータ１６で測定された校正用ガスの流量Ｖ４［Ｌ／ｍｉｎ］は、本来測定されるべき校正用ガスの流量と等しくなる。
このように、セレン化水素混合ガス製造停止時に、マスフローコントローラ１１及びマスフローメータ１６のそれぞれで測定された校正用ガスの流量値Ｖ３，Ｖ４［Ｌ／ｍｉｎ］の差分は、マスフローコントローラ１１の流量制御精度の低下具合、さらには、マスフローコントローラ１１を含む原料ガス供給流路Ｌ２のセレン結晶の析出量の程度を、正確に示している。
なお、ここではマスフローコントローラ１１で測定された校正用ガスの流量Ｖ３［Ｌ／ｍｉｎ］が本来測定されるべき校正用ガスの流量より小さくなる場合を記載している。しかしながら、本来測定されるべき校正用ガスの流量より大きくなる場合でも、同様に処理すること、すなわち補正することができる。The calculation of the flow rate error in the present invention will be described in more detail.
In calculating the flow rate error, first, the
When a large amount of selenium crystals are precipitated in the source gas supply flow path L2 including the
On the other hand, the
As described above, when the production of the hydrogen selenide mixed gas is stopped, the difference between the flow values V 3 and V 4 [L / min] of the calibration gas measured by the
Here, the case where the flow rate V 3 [L / min] of the calibration gas measured by the
この後、マスフローコントローラ１１及びマスフローメータ１６で得られた校正用ガスの流量測定値Ｖ３，Ｖ４［Ｌ／ｍｉｎ］をそれぞれ、配線Ｅ１，Ｅ２を介して、制御手段１９に伝達する。Thereafter, the flow rate measurement values V 3 and V 4 [L / min] of the calibration gas obtained by the
次に、マスフローコントローラ１１により得られた校正用ガスの流量測定値Ｖ３［Ｌ／ｍｉｎ］とマスフローメータ１６により得られた校正用ガスの流量測定値Ｖ４［Ｌ／ｍｉｎ］との差分に応じて、マスフローコントローラ１１におけるセレン化水素ガスの流量設定値の補正量を算出する。Next, the difference between the flow rate measurement value V 3 [L / min] of the calibration gas obtained by the
具体的には、流量測定値Ｖ３，Ｖ４［Ｌ／ｍｉｎ］から、次式により流量誤差Ａ及び補正係数Ｂを算出する。
流量誤差Ａ＝（｜Ｖ３−Ｖ４｜／Ｖ４）×１００［％］
補正係数Ｂ＝Ｖ４／Ｖ３
但し、マスフローコントローラにおいて、校正時と混合ガス製造時のガスの種類が異なる場合、あるいは、必要に応じて別途マスフローコントローラの校正を行う際に校正時と流量測定時で使用されるガスの種類が一致していない場合には、コンバージョンファクターと呼ばれる流量補正係数で補正する必要がある。流量補正係数を用いてＶ３とＶ４を、校正用ガスの種類による流量値に補正した後、流量誤差Ａ及び補正係数Ｂを算出する。Specifically, the flow rate error A and the correction coefficient B are calculated from the flow rate measurement values V 3 and V 4 [L / min] by the following equations.
Flow rate error A = (| V 3 −V 4 | / V 4 ) × 100 [%]
Correction coefficient B = V 4 / V 3
However, in the mass flow controller, if the gas type at the time of calibration is different from that at the time of mixed gas production, or if the mass flow controller is separately calibrated if necessary, the type of gas used for calibration and flow rate measurement is different. If they do not match, it is necessary to correct with a flow rate correction coefficient called a conversion factor. After correcting V 3 and V 4 to the flow rate value according to the type of calibration gas using the flow rate correction coefficient, the flow rate error A and the correction coefficient B are calculated.
流量誤差Ａ及び補正係数Ｂの算出後、次式により、マスフローコントローラ１１に送信する、補正されたセレン化水素ガスの流量設定値Ｖ５［Ｌ／ｍｉｎ］を算出する。
流量設定値Ｖ５［Ｌ／ｍｉｎ］＝Ｂ×Ｖ２［Ｌ／ｍｉｎ］After calculating the flow rate error A and the correction coefficient B, the corrected hydrogen selenide gas flow rate set value V 5 [L / min] to be transmitted to the
Flow rate setting value V 5 [L / min] = B × V 2 [L / min]
次に、算出したセレン化水素ガスの流量設定値Ｖ５［Ｌ／ｍｉｎ］を、配線Ｅ１を介してマスフローコントローラ１１へと送信する。流量設定値Ｖ５は、これより後で行われるセレン化水素混合ガスの製造プロセスで使用される。このようにして、原料ガスの流量設定値の補正プロセス後に、セレン化水素混合ガスの製造を再開した時に使用される、補正値が得られる。すなわち、マスフローコントローラ１１の二次側（下流側）へ流すセレン化水素ガスの流量設定値は、制御手段１９により算出された補正量に補正される。Next, the calculated hydrogen selenide gas flow rate setting value V 5 [L / min] is transmitted to the
以上のプロセスにより、マスフローコントローラ１１でのセレン結晶の析出量に応じて補正されたセレン化水素ガスの流量設定値Ｖ５［Ｌ／ｍｉｎ］を用いた、太陽電池製造装置に供給するのに適した、所定のセレン化水素濃度のセレン化水素混合ガスを製造するための、準備が完了する。この後、自動弁１４、１５を閉じて自動弁９を開いてもよい。すなわちこのように開くことで、バイパス流路Ｌ３と原料ガス供給流路Ｌ２との接続位置から分岐流路Ｌ４と原料ガス供給流路Ｌ２との接続位置までの間の、原料ガス供給流路Ｌ２内にある校正用ガスを、セレン化水素ガスに置換してもよい。なおこの時、自動弁１５は開いたままであっても、あるいは所定のタイミングで開いても良い。
なお、補正係数Ｂを使用するのはセレン化水素ガスの流量制御時のみとする。すなわち、校正用ガスの流量測定時は、マスフローコントローラ１１に対して補正係数Ｂを用いた補正は行わない。Suitable for supplying to the solar cell manufacturing apparatus using the hydrogen selenide gas flow rate setting value V 5 [L / min] corrected according to the amount of selenium crystals precipitated by the
The correction coefficient B is used only when controlling the flow rate of hydrogen selenide gas. That is, when the flow rate of the calibration gas is measured, the
この後、自動弁１４、１５を閉状態にするとともに自動弁１４、１５以外の全ての開閉バルブ及び自動弁を開状態にして、上記説明したセレン化水素混合ガス製造プロセスを行う。２回目以降のセレン化水素混合ガス製造プロセスでは、その直前の原料ガス流量設定値補正プロセスで正確に補正された、セレン化水素ガスの流量設定値Ｖ５［Ｌ／ｍｉｎ］が、マスフローコントローラ１１に設定されている。従って、マスフローコントローラ１１の二次側（下流側）に本来流れるべき流量Ｖ２［Ｌ／ｍｉｎ］のセレン化水素ガスを流すことができる。そして、流量値Ｖ２［Ｌ／ｍｉｎ］セレン化水素ガスを混合器２に供給することができる。Thereafter, the
以後、セレン化水素混合ガスの製造プロセス（Ｉ）と原料ガスの流量設定値の補正プロセス（ＩＩ）とを交互に繰り返し実施する。このようにして、供給装置１０１から太陽電池製造装置に供給するのに適した、所定のセレン化水素濃度のセレン化水素混合ガスを長期的に安定して供給する。
Thereafter, the hydrogen selenide mixed gas production process (I) and the raw material gas flow rate setting value correction process (II) are repeated alternately. In this manner, a hydrogen selenide mixed gas having a predetermined hydrogen selenide concentration, which is suitable for being supplied from the
セレン化水素混合ガスの製造プロセス（Ｉ）と原料ガスの流量設定値の補正プロセス（ＩＩ）を、交互に２単位以上繰り返し実施する場合は、原料ガスの流量設定値の補正プロセス（ＩＩ）における校正用ガスの流量設定値を、必要に応じて変更してプロセスを実施してもよい。複数回繰り返される場合は、校正用ガスの流量値の差分は、複数得られる。よって校正用ガスの流量設定値を変更する場合は、例えば、各原料ガスの流量設定値の補正プロセスで得られた、それまでに得られた複数の補正係数Ｂを平均化して使用してもよく、あるいは、設定する流量範囲別に適用する補正係数Ｂを決定し使用してもよい。
例えば、セレン化水素の混合ガス製造プロセス（Ｉ）と、原料ガスの流量設定値の補正プロセス（ＩＩ）を交互に２単位以上繰り返し実施した場合、１回目の製造プロセスにおける流量測定値がＶ３ａ［Ｌ／ｍｉｎ］、この値を用いた補正プロセスにおいて得られた補正係数がＢａ、２回目の製造プロセスにおける流量測定値がＶ３ｂ［Ｌ／ｍｉｎ］、この値を用いた補正プロセスにおいて得られた補正係数がＢｂで、Ｖ３ａ＜Ｖ３ｂとする。その場合、その後の製造及び補正プロセスにおいて、セレン化水素ガスの流量測定値が０〜Ｖ３ａ［Ｌ／ｍｉｎ］の場合に適用する補正係数はＢａ、Ｖ３ａ〜Ｖ３ｂ［Ｌ／ｍｉｎ］の場合に適用する補正係数はＢｂとすることができる。When the hydrogen selenide mixed gas production process (I) and the correction process (II) of the raw material gas flow rate setting value are alternately repeated two or more units, the raw material gas flow rate setting value correction process (II) The process may be performed by changing the flow rate setting value of the calibration gas as necessary. When it is repeated a plurality of times, a plurality of differences in the flow rate values of the calibration gas are obtained. Therefore, when changing the flow rate setting value of the calibration gas, for example, a plurality of correction coefficients B obtained so far obtained in the correction process of the flow rate setting value of each source gas may be averaged and used. Alternatively, the correction coefficient B to be applied may be determined and used for each set flow rate range.
For example, when the hydrogen gas selenide mixed gas production process (I) and the raw material gas flow rate setting value correction process (II) are repeated two or more units alternately, the flow rate measurement value in the first production process is V 3a [L / min], the correction coefficient obtained in the correction process using this value is B a , the flow rate measurement value in the second manufacturing process is V 3b [L / min], and obtained in the correction process using this value. The obtained correction coefficient is Bb , and V 3a <V 3b . In that case, in the subsequent manufacturing and correction process, the correction coefficient applied when the flow rate measurement value of hydrogen selenide gas is 0 to V 3a [L / min] is B a , V 3a to V 3b [L / min]. the correction factor to be applied to the case of can be B b.
また、セレン化水素混合ガスの製造プロセス（Ｉ）と原料ガスの流量設定値の補正プロセス（ＩＩ）を交互に２単位以上繰り返し実施する場合は、バッファタンクに接続された圧力計２２が所定の圧力を下回る前に、原料ガスの流量設定値の補正プロセス（ＩＩ）の実施後に、自動弁１４、１５を閉状態としてもよい。なお、流量誤差Ａの値は５〜３０％の範囲内であることが好ましいが、特にこの範囲に限定されるものではなく、実用に問題なければ適宜選択することができる。
In addition, when the hydrogen selenide mixed gas production process (I) and the raw material gas flow rate setting value correction process (II) are repeated two or more units alternately, the
上記説明した本実施形態の供給方法によれば、校正用ガスにより原料ガス供給流路内に滞留したセレン化水素ガスを除去することができる。このため、原料ガス供給流路Ｌ２におけるセレン化水素の自己分解によるセレン結晶の析出を著しく低減することができる。また、マスフローコントローラ１１に流量Ｖ２［Ｌ／ｍｉｎ］のセレン化水素ガスを流す場合、たとえセレン結晶の析出があったとしても、セレン化水素ガスが流れない流路に設けられた校正用のマスフローメータ１６で測定された校正用ガスの流量値に基づいて、マスフローコントローラ１１に補正された流量設定値Ｖ５［Ｌ／ｍｉｎ］を送信することができる。このため、原料ガス供給流路Ｌ２の流量制御誤差を、極めて低減することができる。According to the supply method of the present embodiment described above, the hydrogen selenide gas retained in the source gas supply flow path can be removed by the calibration gas. For this reason, precipitation of selenium crystals due to self-decomposition of hydrogen selenide in the source gas supply flow path L2 can be significantly reduced. Further, when hydrogen selenide gas having a flow rate of V 2 [L / min] is flowed to the
従って、本実施形態のセレン化水素混合ガスの供給方法によれば、短時間周期の開閉バルブの切り替え等の、緻密な機器操作及びバッファタンクの容積拡張を行わずに、従来よりも長期的にドリフト現象を低減し、安定したセレン化水素濃度のセレン化水素混合ガスを、太陽電池製造装置等に供給することができる。 Therefore, according to the hydrogen selenide mixed gas supply method of the present embodiment, it is possible to perform a longer period of time than before without performing precise equipment operation and buffer tank volume expansion, such as switching of an opening / closing valve in a short cycle. The drift phenomenon can be reduced, and a hydrogen selenide mixed gas having a stable hydrogen selenide concentration can be supplied to a solar cell manufacturing apparatus or the like.
また、本実施形態の供給装置１０１では、セレン化水素混合ガスの製造停止時に、原料ガス供給流路Ｌ２に設けられてセレン化水素ガスの流量を制御するマスフローコントローラ１１と、校正用のマスフローメータ１６とに、同一流量の校正用ガスが流される。この構成により、校正用ガスで原料ガス供給流路内に滞留したセレン化水素ガスが除去されるので、セレン化水素の自己分解によるセレン結晶の析出が低減される。
Further, in the
また、セレン化水素混合ガス製造時には、セレン化水素ガスが流れる原料ガス供給流路Ｌ２に設けられたマスフローコントローラ１１と、セレン化水素ガスが流れない流路に設けられたマスフローメータ１６との、それぞれによって測定された、同一流量の校正用ガスを測定した、流量測定値の差分に応じて、マスフローコントローラ１１が流すセレン化水素ガスの流量設定値が補正される。これにより、原料ガス供給流路Ｌ２の流量制御誤差が極めて低減され、ドリフト現象が抑えられる。結果として、短時間周期のバルブ開閉等の緻密な機器操作や、大容量のバッファタンクを必要とすることなく、長期的に安定したセレン化水素濃度のセレン化水素混合ガスが、太陽電池製造装置等に供給される。
Further, at the time of producing the hydrogen selenide mixed gas, the
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態の供給装置１０１は、マスフローメータ１６を分岐流路Ｌ４に設けた構成とした。しかしながら、図６に記載の供給装置１０２のように、マスフローメータ１６を自動弁１４の一次側（上流側）のバイパス流路Ｌ３に設けてもよい。前述したように、自動弁１４の一次側のバイパス流路Ｌ３にはセレン化水素ガスが流れない。このため、上述した供給装置１０１と同様に、セレン化水素ガスが流れない流路にマスフローメータ１６を設けることができる。従って、分岐流路Ｌ４を設けなくてもよくなり、上述の実施形態の効果に加えて、供給装置を小型にすることができる。その結果、短時間周期のバルブ開閉等の緻密な機器操作や大容量のバッファタンクを必要とすることなく、長期的に安定したセレン化水素濃度のセレン化水素混合ガスが太陽電池製造装置等に供給される。The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the
また、別の実施例として、例えば流量誤差Ａが所定値を超えた場合に、マスフローコントローラ１１の異常を供給装置１０１のオペレータに通知して、オペレータによりマスフローコントローラ１１の交換を行ってもよい。
As another example, for example, when the flow rate error A exceeds a predetermined value, an abnormality of the
実施例
以下、本発明の好ましい具体例を示す。
（実施例）
図１に示す供給装置１０１を用いてセレン化水素混合ガスを製造し、太陽電池製造装置にセレン化水素混合ガスを、連続して長期間供給した。供給装置１０１のセレン化水素混合ガスの製造プロセスを行う際には、表１の条件を用いた。また、供給装置１０１の原料ガスの流量設定値の補正プロセスを行う際には、表２の条件を用いた。Examples Hereinafter, preferred specific examples of the present invention will be shown.
(Example)
The hydrogen selenide mixed gas was manufactured using the
・表２において、マスフラーコントローラ１１の流量測定値Ｖ３は、補正プロセスにおいて、コントローラーの流量表示が１０．０Ｌ／ｍｉｎであるとき、実際に流れる窒素ガスは１３．０Ｌ／ｍｉｎであることを示す。
・表２に記載される“１回”とは、１回の流量設定値の補正を行う為に行われる製造プロセスと補正プロセスの組み合わせの回数であり、本実施例ではこれが複数回繰り返される。In Table 2, the flow rate measurement value V3 of the
“One time” described in Table 2 is the number of combinations of the manufacturing process and the correction process performed to correct the flow rate setting value once, and this is repeated a plurality of times in this embodiment.
表１、２に示す実施条件で製造及び補正のプロセスを繰り返し行いながら、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際に、流路Ｌ６に設置したセレン化水素濃度分析計（図示略）を用いて、セレン化水素混合ガス中のセレン化水素濃度の経時変化を測定した。セレン化水素濃度分析計で測定した、セレン化水素混合ガス中のセレン化水素濃度の時間（日数）依存性を、図２に示す。また、製造及び補正のプロセスを繰り返し行った際の、流量誤差Ａの時間（日数）依存性を図３に示す。 Analyzing the concentration of hydrogen selenide installed in the flow path L6 when the hydrogen selenide mixed gas was continuously supplied to the solar cell manufacturing apparatus while repeating the manufacturing and correction processes under the implementation conditions shown in Tables 1 and 2. Using a meter (not shown), the change with time of the hydrogen selenide concentration in the hydrogen selenide mixed gas was measured. FIG. 2 shows the time (days) dependence of the hydrogen selenide concentration in the hydrogen selenide mixed gas measured with a hydrogen selenide concentration analyzer. FIG. 3 shows the time (days) dependence of the flow rate error A when the manufacturing and correction processes are repeated.
（比較例）
供給装置１０１の原料ガスの流量設定値の補正プロセスを実施する時に、マスフローコントローラ１１のセレン化水素の流量設定値Ｖ２［Ｌ／ｍｉｎ］の補正に補正係数Ｂを使用しないこと以外は、実施例と同じ条件で、セレン化水素混合ガスを製造し、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。すなわち、補正プロセスは実施するものの、マスフローコントローラ１１で補正された流量を使用せずに、製造及び供給を行った。実施例と同じく、流路Ｌ６に設置したセレン化水素濃度分析計を用いてセレン化水素混合ガス中のセレン化水素濃度の経時変化を測定した。このときのセレン化水素混合ガス中のセレン化水素濃度の時間（日数）依存性を図２に示す。(Comparative example)
When the correction process of the flow rate setting value of the raw material gas of the
（実施例及び比較例の測定結果の比較）
図２に示すように、比較例では測定開始から約４０日が過ぎるまでは、セレン化水素混合ガス中のセレン化水素濃度が所定濃度の１０．０％付近を保っている。しかしながら、さらに日数が経過すると、セレン化水素濃度が急激に増大している。
また、図３に示す流量誤差Ａのセレン化水素濃度の時間（日数）依存性においても、測定開始から約４０日以降の日数が経過すると、流量誤差Ａが急激に増大している。その結果、比較例において測定開始から１００日目には、セレン化水素混合ガス中のセレン化水素濃度が１３．８％に達した。
このようにセレン化水素濃度が上昇する要因としては、補正係数Ｂを用いたマスフローコントローラ１１のセレン化水素の流量設定値Ｖ２［Ｌ／ｍｉｎ］の補正がなされなかったために、マスフローコントローラ１１の流量制御精度が低下したことが挙げられる。(Comparison of measurement results of Examples and Comparative Examples)
As shown in FIG. 2, in the comparative example, the hydrogen selenide concentration in the hydrogen selenide mixed gas is maintained around 10.0% of the predetermined concentration until about 40 days have passed since the start of measurement. However, as the number of days elapses, the concentration of hydrogen selenide increases rapidly.
Moreover, also in the time (days) dependence of the hydrogen selenide concentration of the flow rate error A shown in FIG. As a result, the hydrogen selenide concentration in the hydrogen selenide mixed gas reached 13.8% on the 100th day from the start of measurement in the comparative example.
As a factor for increasing the hydrogen selenide concentration in this manner, the correction of the hydrogen selenide flow rate setting value V 2 [L / min] of the
比較例に対して、実施例では測定開始から約１００日が経過しても、セレン化水素混合ガス中のセレン化水素濃度が１０．０％付近に安定している。従って本発明では、原料ガス供給流路Ｌ２の流量制御誤差を極めて正確に、かつ、少なくとも１００日程度の長期に渡って低減できることを確認した。これは本発明の上記実施形態の供給方法及び供給装置１０１により、校正用のマスフローメータ１６で測定された校正用ガスの流量値に基づいて算出される流量誤差Ａ及び補正係数Ｂに応じて、マスフローコントローラ１１に流すセレン化水素ガスの流量設定値Ｖ２［Ｌ／ｍｉｎ］を流量設定値Ｖ５［Ｌ／ｍｉｎ］に補正できるためである。In contrast to the comparative example, in the example, the hydrogen selenide concentration in the hydrogen selenide mixed gas is stable at around 10.0% even after about 100 days have elapsed from the start of measurement. Therefore, in the present invention, it has been confirmed that the flow rate control error of the source gas supply flow path L2 can be reduced extremely accurately and over a long period of at least about 100 days. This is based on the flow rate error A and the correction coefficient B calculated based on the flow rate value of the calibration gas measured by the calibration
本発明は、セレン化水素混合ガスの供給方法及び供給装置に適用可能である。緻密な機器操作及び大容積のバッファタンクを必要とせず、ドリフト現象を抑えつつ、長期的にセレン化水素濃度が安定したセレン化水素混合ガスを供給可能なセレン化水素混合ガスの供給方法及び供給装置を提供できる。 The present invention is applicable to a method and apparatus for supplying a hydrogen selenide mixed gas. Hydrogen selenide mixed gas supply method and supply capable of supplying a hydrogen selenide mixed gas with a stable hydrogen selenide concentration for a long period of time without requiring a precise equipment operation and a large-capacity buffer tank and suppressing drift phenomenon Equipment can be provided.
２，１１７…混合器
３，１１８…バッファタンク
４，２１，２３，１０４，１１４，１１５…開閉バルブ
５，１０，１０５，１１０…圧力調整計
６，１１，１０６，１１１…マスフローコントローラ（流量制御手段）
７，１２，１０７，１１２…逆止弁
８，９，１３，１０８，１０９，１１３…自動弁
１４，１５…自動弁（開閉弁）
１６…マスフローメータ（流量測定手段）
１９…制御手段
２２，１１６…圧力計
Ｌ１，Ｌ１０１…ベースガス供給流路
Ｌ２，Ｌ１０２…原料ガス供給流路
Ｌ３，Ｌ１０５…バイパス流路
Ｌ４…分岐流路
Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ１０３，Ｌ１０４…流路
Ｅ１，Ｅ２…配線
１０１，１０２、１０３、２０１，２０２…供給装置2, 117 ...
7, 12, 107, 112 ...
16. Mass flow meter (flow rate measuring means)
19 ... Control means 22, 116 ... Pressure gauge L1, L101 ... Base gas supply flow path L2, L102 ... Raw material gas supply flow path L3, L105 ... Bypass flow path L4 ... Branch flow paths L5, L6, L7, L103, L104 ... Flow path E1, E2 ...
Claims (8)
更に、セレン化水素混合ガスを製造する工程を停止している間に、原料ガスの流量設定値を補正する工程を含み、
前記補正工程が、
前記原料ガス供給流路に設けられて前記セレン化水素ガスの流量を制御する流量制御手段と、校正用の流量測定手段とに、同一流量の校正用ガスを流す工程と、
前記流量制御手段及び前記流量測定手段によって測定された前記校正用ガスのそれぞれの流量値の差分を得る工程と、
前記差分に応じて、前記流量制御手段が流す前記セレン化水素ガスの流量値を補正する工程と、を含むとともに、
前記校正用ガスとして、前記ベースガス供給流路と前記原料ガス供給流路の前記流量制御手段の一次側とを接続するバイパス流路によって供給される前記不活性ガスを用いることを特徴とするセレン化水素混合ガスの供給方法。 A process for producing a hydrogen selenide mixed gas prepared at a predetermined concentration by mixing an inert gas supplied from a base gas supply channel and a hydrogen selenide gas supplied from a source gas supply channel And a method for supplying a hydrogen selenide mixed gas, comprising the step of supplying the mixed gas,
Furthermore, the process of correcting the flow rate setting value of the source gas while stopping the process of producing the hydrogen selenide mixed gas,
The correction step includes
A flow control means for controlling the flow rate of the hydrogen selenide gas provided in the source gas supply flow path, and a flow of calibration gas having the same flow rate to the flow measurement means for calibration;
Obtaining a difference between the flow rate values of the calibration gas measured by the flow rate control means and the flow rate measurement means;
Correcting the flow rate value of the hydrogen selenide gas flowing by the flow rate control means according to the difference, and
The selenium characterized by using the inert gas supplied by a bypass passage connecting the base gas supply passage and the primary side of the flow rate control means of the source gas supply passage as the calibration gas. Supply method of hydrogen fluoride mixed gas.
前記原料ガス供給流路に設けられて前記セレン化水素ガスの流量を制御する流量制御手段と、
前記セレン化水素混合ガスの製造停止時に、校正用ガスを前記原料ガス供給流路の前記流量制御手段の一次側へと供給する校正用ガス供給流路と、
前記セレン化水素混合ガスの製造停止時には前記校正用ガスが流れるとともに前記セレン化水素混合ガスの製造時に前記セレン化水素ガスが流れない流路に設けられた校正用の流量測定手段と、
前記流量制御手段及び前記流量測定手段に同一流量の前記校正用ガスを流した際に、それぞれ測定された校正用ガスの流量値の差分に応じて、前記流量制御手段が流す前記セレン化水素ガスの流量値を補正する制御手段と、を備え、
前記校正用ガス供給流路が、前記ベースガス供給流路と前記原料ガス供給流路の前記流量制御手段の一次側とを接続するバイパス流路であることを特徴とするセレン化水素混合ガスの供給装置。 An inert gas supplied from the base gas supply channel and a hydrogen selenide gas supplied from the source gas supply channel are mixed to produce a hydrogen selenide mixed gas prepared to a predetermined concentration, Thereafter, a hydrogen selenide mixed gas supply device to be supplied,
A flow rate control means for controlling the flow rate of the hydrogen selenide gas provided in the source gas supply flow path;
A calibration gas supply flow path for supplying a calibration gas to the primary side of the flow rate control means of the source gas supply flow path when production of the hydrogen selenide mixed gas is stopped;
A flow rate measuring means for calibration provided in a flow path through which the calibration gas flows when the production of the hydrogen selenide mixed gas stops and the hydrogen selenide gas does not flow during the production of the hydrogen selenide mixed gas;
The hydrogen selenide gas that is flowed by the flow control means according to the difference in the flow rate value of the calibration gas measured when the same flow of the calibration gas is passed through the flow control means and the flow measurement means. and a control means for correcting the flow rate values,
The calibration gas supply channel is a bypass channel that connects the base gas supply channel and a primary side of the flow rate control means of the source gas supply channel . Feeding device.
前記バイパス流路の前記第１の開閉弁の一次側に、前記流量測定手段が設けられていることを特徴とする請求項５に記載のセレン化水素混合ガスの供給装置。 The bypass channel is closed when the hydrogen selenide mixed gas is produced, and is opened when the inert gas is supplied as a calibration gas from the base gas supply channel to the source gas supply channel. A first on-off valve is provided,
6. The hydrogen selenide mixed gas supply device according to claim 5 , wherein the flow rate measuring means is provided on a primary side of the first on-off valve of the bypass passage.
前記分岐流路には、前記セレン化水素混合ガスの製造時に閉状態となり、前記不活性ガスを校正用ガスとして前記ベースガス供給流路から前記原料ガス供給流路へと供給する際に開状態となる、第２の開閉弁が設けられており、
前記分岐流路の前記第２の開閉弁の二次側に、前記流量測定手段が設けられていることを特徴とする請求項５に記載のセレン化水素混合ガスの供給装置。 A branch channel is provided on the secondary side of the flow rate control means of the source gas supply channel,
The branch channel is closed when the hydrogen selenide mixed gas is produced, and is opened when the inert gas is supplied as a calibration gas from the base gas supply channel to the source gas supply channel. A second on-off valve is provided,
6. The hydrogen selenide mixed gas supply device according to claim 5 , wherein the flow rate measuring means is provided on the secondary side of the second on-off valve of the branch flow path.
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