JPH11116386A - 一方向凝固多結晶組織を有するシリコンインゴットの製造方法 - Google Patents
一方向凝固多結晶組織を有するシリコンインゴットの製造方法Info
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- JPH11116386A JPH11116386A JP9278830A JP27883097A JPH11116386A JP H11116386 A JPH11116386 A JP H11116386A JP 9278830 A JP9278830 A JP 9278830A JP 27883097 A JP27883097 A JP 27883097A JP H11116386 A JPH11116386 A JP H11116386A
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 配向性の良い一方向凝固多結晶組織を有する
シリコンインゴットを製造する方法を提供する。 【解決手段】 ルツボ１の底部を貫通する底部貫通穴９
を設け、この底部貫通穴９にシリコン種結晶を貫通させ
た状態で固着し、このシリコン種結晶４の一端部をチル
プレート７に接触させた状態でルツボ１にシリコン原料
２を充填し加熱することによりシリコン原料２を溶解し
た後、エリベータシャフト１１を降下させることにより
溶融シリコンをルツボ１の底部から凝固させる。
シリコンインゴットを製造する方法を提供する。 【解決手段】 ルツボ１の底部を貫通する底部貫通穴９
を設け、この底部貫通穴９にシリコン種結晶を貫通させ
た状態で固着し、このシリコン種結晶４の一端部をチル
プレート７に接触させた状態でルツボ１にシリコン原料
２を充填し加熱することによりシリコン原料２を溶解し
た後、エリベータシャフト１１を降下させることにより
溶融シリコンをルツボ１の底部から凝固させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、太陽光発電用電
池のシリコン基板を製造するための配向性の良好な一方
向凝固多結晶組織を有するシリコンインゴットを製造す
る方法に関するものである。
池のシリコン基板を製造するための配向性の良好な一方
向凝固多結晶組織を有するシリコンインゴットを製造す
る方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、太陽光発電用電池のシリコン基板
として、単結晶シリコンからなるシリコン基板、多結晶
シリコンからなるシリコン基板などが知られており、多
結晶シリコンからなるシリコン基板は一方向凝固多結晶
組織を有するシリコンインゴットをスライスして製造し
ている。太陽光発電用電池のシリコン基板は、単結晶シ
リコン基板の方が光電変換効率が高いが価格も高く、一
方、多結晶シリコン基板は光電変換効率が低いが価格も
安いと言われている。しかし、近年、太陽光発電用電池
のシリコン基板は、光電変換効率が高くかつ価格の安い
ものが求められており、かかる要求を満たすべく、価格
の安い太陽光発電用電池の多結晶シリコン基板の光電変
換効率を高める研究が頻繁に行われている。
として、単結晶シリコンからなるシリコン基板、多結晶
シリコンからなるシリコン基板などが知られており、多
結晶シリコンからなるシリコン基板は一方向凝固多結晶
組織を有するシリコンインゴットをスライスして製造し
ている。太陽光発電用電池のシリコン基板は、単結晶シ
リコン基板の方が光電変換効率が高いが価格も高く、一
方、多結晶シリコン基板は光電変換効率が低いが価格も
安いと言われている。しかし、近年、太陽光発電用電池
のシリコン基板は、光電変換効率が高くかつ価格の安い
ものが求められており、かかる要求を満たすべく、価格
の安い太陽光発電用電池の多結晶シリコン基板の光電変
換効率を高める研究が頻繁に行われている。
【０００３】従来の一方向凝固多結晶組織を有するシリ
コンインゴットを製造する方法の一つとして、シリコン
種結晶を使用する方法が知られている（特開平９−７１
４９７号公報参照）。この方法は、断面説明図である図
３に示されるように、ルツボ１の底部にシリコン種結晶
４を配置し、次にシリコン原料２を充填し、誘導コイル
３によりルツボ１を加熱してシリコン原料２を溶解す
る。この時使用されるルツボ１は底の先端が先細となる
錐台状部を有し、この錐台状部の底にシリコン種結晶４
が配置されている。ルツボ１の底部とチルプレート７と
は直接接触しており、ルツボ１の錐台状部の底の部分を
チルプレート７で冷却してシリコン種結晶４がシリコン
原料２の溶解中に溶融消失しないようにしている。チル
プレート７は冷却水６で冷却されており、冷却水６の流
量でチルプレート７の冷却能力をコントロールしてい
る。ルツボ１の錐台状部の底を除く周辺部５の底部とチ
ルプレート７との間には断熱材８が挿入されているので
チルプレート７による周辺部５の熱の伝わりは低く、従
って、ルツボ１の内側周辺部５に接触しているシリコン
原料２の溶解を妨げることはない。この様にして溶解し
たルツボ１内の溶融シリコンの凝固は、チルプレート７
に供給される冷却水６の流量をコントロールすることに
より底部から上に向かって凝固させ、一方向凝固組織を
シリコン溶湯全域に亘って成長させ、一方向凝固多結晶
組織を有するシリコンインゴットを製造する。この時、
ルツボ１の錐台状部の底にシリコン種結晶４が存在する
と、このシリコン種結晶４から結晶が成長するので簡単
に配向性が良好で結晶粒径の大きな一方向凝固多結晶組
織を有するシリコンインゴットを製造することができ
る。
コンインゴットを製造する方法の一つとして、シリコン
種結晶を使用する方法が知られている（特開平９−７１
４９７号公報参照）。この方法は、断面説明図である図
３に示されるように、ルツボ１の底部にシリコン種結晶
４を配置し、次にシリコン原料２を充填し、誘導コイル
３によりルツボ１を加熱してシリコン原料２を溶解す
る。この時使用されるルツボ１は底の先端が先細となる
錐台状部を有し、この錐台状部の底にシリコン種結晶４
が配置されている。ルツボ１の底部とチルプレート７と
は直接接触しており、ルツボ１の錐台状部の底の部分を
チルプレート７で冷却してシリコン種結晶４がシリコン
原料２の溶解中に溶融消失しないようにしている。チル
プレート７は冷却水６で冷却されており、冷却水６の流
量でチルプレート７の冷却能力をコントロールしてい
る。ルツボ１の錐台状部の底を除く周辺部５の底部とチ
ルプレート７との間には断熱材８が挿入されているので
チルプレート７による周辺部５の熱の伝わりは低く、従
って、ルツボ１の内側周辺部５に接触しているシリコン
原料２の溶解を妨げることはない。この様にして溶解し
たルツボ１内の溶融シリコンの凝固は、チルプレート７
に供給される冷却水６の流量をコントロールすることに
より底部から上に向かって凝固させ、一方向凝固組織を
シリコン溶湯全域に亘って成長させ、一方向凝固多結晶
組織を有するシリコンインゴットを製造する。この時、
ルツボ１の錐台状部の底にシリコン種結晶４が存在する
と、このシリコン種結晶４から結晶が成長するので簡単
に配向性が良好で結晶粒径の大きな一方向凝固多結晶組
織を有するシリコンインゴットを製造することができ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図３に示され
るように、ルツボ１の錐台状部の底にシリコン種結晶４
を配置し、シリコン種結晶４を冷却しながらシリコン原
料２を溶解すると、溶融シリコンとシリコン種結晶４と
は常に接触状態にあるところから、溶融シリコンの加熱
保持温度が高過ぎたり、シリコン種結晶４の冷却が不十
分であると、シリコン種結晶４が溶融し消失して配向性
の良好な一方向凝固多結晶組織を有するシリコンインゴ
ットが得られないことがあり、シリコン種結晶４が溶融
しないようにシリコン原料２を溶解することは、シリコ
ン原料２の溶解温度およびシリコン種結晶４の冷却条件
を常に正確に制御しなければならず、かかる制御は極め
て難しく、また高価な制御設備を必要としていた。
るように、ルツボ１の錐台状部の底にシリコン種結晶４
を配置し、シリコン種結晶４を冷却しながらシリコン原
料２を溶解すると、溶融シリコンとシリコン種結晶４と
は常に接触状態にあるところから、溶融シリコンの加熱
保持温度が高過ぎたり、シリコン種結晶４の冷却が不十
分であると、シリコン種結晶４が溶融し消失して配向性
の良好な一方向凝固多結晶組織を有するシリコンインゴ
ットが得られないことがあり、シリコン種結晶４が溶融
しないようにシリコン原料２を溶解することは、シリコ
ン原料２の溶解温度およびシリコン種結晶４の冷却条件
を常に正確に制御しなければならず、かかる制御は極め
て難しく、また高価な制御設備を必要としていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
シリコン原料の溶解中にシリコン種結晶が溶解すること
のないシリコン原料の簡単な溶解方法を開発すべく研究
を行った結果、図１に示されるように、ルツボ１の底部
に底部貫通穴９を明け、この底部貫通穴９にシリコン種
結晶４をルツボ１の内側底部から外側底部に貫通させた
状態で固着し、かかるルツボ１のシリコン種結晶４をチ
ルプレートに接触させた状態でルツボ１にシリコン原料
２を充填し加熱することによりシリコン原料２を溶解し
ても、シリコン種結晶４はチルプレートに直接接触して
いるところから常に冷却されており、シリコン原料２の
溶解条件およびチルプレートの冷却条件が変動してもシ
リコン原料２の溶解時にシリコン種結晶４が溶融し消滅
することはない、という研究結果が得られたのである。
シリコン原料の溶解中にシリコン種結晶が溶解すること
のないシリコン原料の簡単な溶解方法を開発すべく研究
を行った結果、図１に示されるように、ルツボ１の底部
に底部貫通穴９を明け、この底部貫通穴９にシリコン種
結晶４をルツボ１の内側底部から外側底部に貫通させた
状態で固着し、かかるルツボ１のシリコン種結晶４をチ
ルプレートに接触させた状態でルツボ１にシリコン原料
２を充填し加熱することによりシリコン原料２を溶解し
ても、シリコン種結晶４はチルプレートに直接接触して
いるところから常に冷却されており、シリコン原料２の
溶解条件およびチルプレートの冷却条件が変動してもシ
リコン原料２の溶解時にシリコン種結晶４が溶融し消滅
することはない、という研究結果が得られたのである。
【０００６】すなわち、ルツボ１をチルプレート７の上
に載せ、ルツボ１内のシリコン原料２を溶解すると、溶
解温度が高過ぎてシリコン種結晶４のルツボ１内の底部
から突出している部分の一部が溶融しても、シリコン種
結晶４の他端部はチルプレート７により常に冷却されて
いるところから、シリコン種結晶４が完全に溶融し消滅
することは絶対にない、という研究結果が得られたので
ある。
に載せ、ルツボ１内のシリコン原料２を溶解すると、溶
解温度が高過ぎてシリコン種結晶４のルツボ１内の底部
から突出している部分の一部が溶融しても、シリコン種
結晶４の他端部はチルプレート７により常に冷却されて
いるところから、シリコン種結晶４が完全に溶融し消滅
することは絶対にない、という研究結果が得られたので
ある。
【０００７】この発明は、かかる研究結果に基づいて成
されたものであって、ルツボ１をチルプレート７上に載
置し、シリコン原料２を該ルツボ１に充填し加熱するこ
とによりシリコン原料２を溶解し、ついでルツボ１内の
溶融シリコンをルツボ１の底部から上部に向かって冷却
することにより一方向凝固多結晶組織を有するシリコン
インゴットを製造する方法において、前記ルツボ１の底
部を貫通する底部貫通穴９を設け、この底部貫通穴９に
シリコン種結晶を貫通させた状態で固着し、このシリコ
ン種結晶４の一端部をチルプレート７に接触させた状態
でルツボ１にシリコン原料２を充填し加熱することによ
りシリコン原料２を溶解する一方向凝固多結晶組織を有
するシリコンインゴットの製造方法、に特徴を有するも
のである。
されたものであって、ルツボ１をチルプレート７上に載
置し、シリコン原料２を該ルツボ１に充填し加熱するこ
とによりシリコン原料２を溶解し、ついでルツボ１内の
溶融シリコンをルツボ１の底部から上部に向かって冷却
することにより一方向凝固多結晶組織を有するシリコン
インゴットを製造する方法において、前記ルツボ１の底
部を貫通する底部貫通穴９を設け、この底部貫通穴９に
シリコン種結晶を貫通させた状態で固着し、このシリコ
ン種結晶４の一端部をチルプレート７に接触させた状態
でルツボ１にシリコン原料２を充填し加熱することによ
りシリコン原料２を溶解する一方向凝固多結晶組織を有
するシリコンインゴットの製造方法、に特徴を有するも
のである。
【０００８】さらに、図２に示されるように、ルツボ１
の外側底部に断熱材８を取り付け、ルツボ１の底部およ
び断熱材８を貫通する底部貫通穴９を設け、この底部貫
通穴９にシリコン種結晶４を貫通させた状態で固着し、
このシリコン種結晶４の一端部をチルプレート７に接触
させた状態でルツボ１にシリコン原料２を充填し加熱し
てシリコン原料２を溶解すると、シリコン種結晶４の一
端部は常にチルプレート７により冷却されているところ
から、シリコン種結晶４のルツボ１内の底部から突出し
ている部分の一部が溶融するだけで、ルツボ１内のシリ
コン原料２の溶解温度が高過ぎても、シリコン種結晶４
が完全に溶融消滅することは絶対になく、さらにルツボ
１の底部の冷却が断熱材８によって阻止されるため、溶
解熱効率が一層向上する、という研究結果が得られたの
である。
の外側底部に断熱材８を取り付け、ルツボ１の底部およ
び断熱材８を貫通する底部貫通穴９を設け、この底部貫
通穴９にシリコン種結晶４を貫通させた状態で固着し、
このシリコン種結晶４の一端部をチルプレート７に接触
させた状態でルツボ１にシリコン原料２を充填し加熱し
てシリコン原料２を溶解すると、シリコン種結晶４の一
端部は常にチルプレート７により冷却されているところ
から、シリコン種結晶４のルツボ１内の底部から突出し
ている部分の一部が溶融するだけで、ルツボ１内のシリ
コン原料２の溶解温度が高過ぎても、シリコン種結晶４
が完全に溶融消滅することは絶対になく、さらにルツボ
１の底部の冷却が断熱材８によって阻止されるため、溶
解熱効率が一層向上する、という研究結果が得られたの
である。
【０００９】従って、この発明は、ルツボ１をチルプレ
ート７上に載置し、シリコン原料２を該ルツボ１に充填
し加熱することによりシリコン原料２を溶解し、ついで
ルツボ１の溶融シリコンをルツボの底部から上部に向か
って冷却することにより一方向凝固多結晶組織を有する
シリコンインゴットを製造する方法において、前記ルツ
ボ１の外側底部に断熱材８を取り付け、ルツボ１の底部
および断熱材８を貫通する底部貫通穴９を設け、この底
部貫通穴９にシリコン種結晶４を貫通させた状態で固着
し、このシリコン種結晶４の一端部をチルプレート７に
接触させた状態でルツボ１にシリコン原料２を充填し加
熱することによりシリコン原料２を溶解する一方向凝固
多結晶組織を有するシリコンインゴットの製造方法、に
特徴を有するものである。
ート７上に載置し、シリコン原料２を該ルツボ１に充填
し加熱することによりシリコン原料２を溶解し、ついで
ルツボ１の溶融シリコンをルツボの底部から上部に向か
って冷却することにより一方向凝固多結晶組織を有する
シリコンインゴットを製造する方法において、前記ルツ
ボ１の外側底部に断熱材８を取り付け、ルツボ１の底部
および断熱材８を貫通する底部貫通穴９を設け、この底
部貫通穴９にシリコン種結晶４を貫通させた状態で固着
し、このシリコン種結晶４の一端部をチルプレート７に
接触させた状態でルツボ１にシリコン原料２を充填し加
熱することによりシリコン原料２を溶解する一方向凝固
多結晶組織を有するシリコンインゴットの製造方法、に
特徴を有するものである。
【００１０】この発明で、シリコン原料を溶解する時
に、図２に示されるように、ルツボ１とチルプレート７
の間に断熱材８を挿入するのは、溶解時にルツボ１の底
から熱が逃げないようにして効率よくルツボ１内のシリ
コン原料２を溶解するためであり、この断熱材８はアル
ミナからなるフェルトなど熱伝導の悪い断熱材で作製す
ることが好ましい。
に、図２に示されるように、ルツボ１とチルプレート７
の間に断熱材８を挿入するのは、溶解時にルツボ１の底
から熱が逃げないようにして効率よくルツボ１内のシリ
コン原料２を溶解するためであり、この断熱材８はアル
ミナからなるフェルトなど熱伝導の悪い断熱材で作製す
ることが好ましい。
【００１１】シリコン原料の溶解終了後、溶融シリコン
の入ったルツボ１はチルプレート７とともに冷却リング
１０の中を降下させ、ルツボ１の底部の溶融シリコンか
ら凝固させ、一方向凝固多結晶組織を成長させシリコン
インゴットを製造する。この時使用するルツボ１は、シ
リカ（ＳｉＯ2 ）、窒化珪素、黒鉛などのルツボが使用
される、この発明の方法によると、ルツボ１の底部にシ
リコン種結晶４が溶融せずに残っているので、シリコン
種結晶４を根として配向性の良好な一方向凝固多結晶組
織が成長する。溶融シリコンを凝固させる際のルツボ１
が冷却リング１０の中を降下する速度は、溶融シリコン
の結晶成長速度と同期する速度で降下させ、冷却リング
１０により溶融シリコンを冷却させながら一方向凝固組
織を成長させることが好ましい。
の入ったルツボ１はチルプレート７とともに冷却リング
１０の中を降下させ、ルツボ１の底部の溶融シリコンか
ら凝固させ、一方向凝固多結晶組織を成長させシリコン
インゴットを製造する。この時使用するルツボ１は、シ
リカ（ＳｉＯ2 ）、窒化珪素、黒鉛などのルツボが使用
される、この発明の方法によると、ルツボ１の底部にシ
リコン種結晶４が溶融せずに残っているので、シリコン
種結晶４を根として配向性の良好な一方向凝固多結晶組
織が成長する。溶融シリコンを凝固させる際のルツボ１
が冷却リング１０の中を降下する速度は、溶融シリコン
の結晶成長速度と同期する速度で降下させ、冷却リング
１０により溶融シリコンを冷却させながら一方向凝固組
織を成長させることが好ましい。
【００１２】
実施例１ 内径：１５０ｍｍ、厚さ：１０ｍｍ、高さ：２００ｍｍ
の寸法を有するシリカ製ルツボを用意し、このシリカ製
ルツボ１の底に、図１に示されるように、直径：５０ｍ
ｍの底部貫通穴９を設け、この底部貫通穴９に直径：５
０ｍｍのシリコン種結晶４を貫通させ固着した。底部貫
通穴９とシリコン種結晶４との間に隙間がある場合は、
この隙間にシリコン製充填材を充填して隙間を塞ぐよう
に固着した。このルツボ１の底部に設けたシリコン種結
晶４の一端部をチルプレート７に接触させるようにして
チルプレート７上に載置し、この状態でルツボ１にシリ
コン原料２を充填し、誘導コイル３によりシリカ製ルツ
ボ１を通常より高温の１６５０℃に加熱し、この温度に
１時間保持することによりシリコン原料２を完全に溶解
した。次にエレベータシャフト１１を降下させることに
よりシリカ製ルツボ１が冷却リング１０内を通過するよ
うに降下させ、冷却リング１０によりシリカ製ルツボ１
の底部の溶融シリコンから凝固させ、一方向凝固多結晶
組織を有するシリコンインゴットを作製した。得られた
シリコンインゴットを分割したところ、底部にはまだシ
リコン種結晶４が溶融せずに存在しており、このシリコ
ンインゴットの一方向凝固多結晶組織は優れた配向性を
示し、このシリコンインゴットをスライスして太陽電池
に組み込み、光電変換効率を測定し、その結果を表１に
示した。
の寸法を有するシリカ製ルツボを用意し、このシリカ製
ルツボ１の底に、図１に示されるように、直径：５０ｍ
ｍの底部貫通穴９を設け、この底部貫通穴９に直径：５
０ｍｍのシリコン種結晶４を貫通させ固着した。底部貫
通穴９とシリコン種結晶４との間に隙間がある場合は、
この隙間にシリコン製充填材を充填して隙間を塞ぐよう
に固着した。このルツボ１の底部に設けたシリコン種結
晶４の一端部をチルプレート７に接触させるようにして
チルプレート７上に載置し、この状態でルツボ１にシリ
コン原料２を充填し、誘導コイル３によりシリカ製ルツ
ボ１を通常より高温の１６５０℃に加熱し、この温度に
１時間保持することによりシリコン原料２を完全に溶解
した。次にエレベータシャフト１１を降下させることに
よりシリカ製ルツボ１が冷却リング１０内を通過するよ
うに降下させ、冷却リング１０によりシリカ製ルツボ１
の底部の溶融シリコンから凝固させ、一方向凝固多結晶
組織を有するシリコンインゴットを作製した。得られた
シリコンインゴットを分割したところ、底部にはまだシ
リコン種結晶４が溶融せずに存在しており、このシリコ
ンインゴットの一方向凝固多結晶組織は優れた配向性を
示し、このシリコンインゴットをスライスして太陽電池
に組み込み、光電変換効率を測定し、その結果を表１に
示した。
【００１３】実施例２ 実施例１で用意した底部貫通穴９を有するシリカ製ルツ
ボ１および直径：５０ｍｍの底部貫通穴９を有する断熱
材８を用意し、直径：５０ｍｍのシリコン種結晶４をシ
リカ製ルツボ１の底部貫通穴９および断熱材８の底部貫
通穴９を貫通させ、シリコン種結晶４の一端部をチルプ
レート７に接触させるようにしてシリカ製ルツボ１をチ
ルプレート７上に載置した。この状態でルツボ１にシリ
コン原料２を充填し、誘導コイル３によりシリカ製ルツ
ボ１を通常より高温の１６５０℃に加熱し、この温度に
１時間保持することによりシリコン原料２を完全に溶解
した。次にエレベータシャフト１１を降下させることに
よりシリカ製ルツボ１が冷却リング１０内を通過するよ
うに降下させ、冷却リング１０によりシリカ製ルツボ１
の底部の溶融シリコンから凝固させ、一方向凝固多結晶
組織を有するシリコンインゴットを作製した。得られた
シリコンインゴットを分割したところ、ルツボ１の底部
にはまだシリコン種結晶４が溶融せずに存在しており、
このシリコンインゴットの一方向凝固多結晶組織は優れ
た配向性を示し、このシリコンインゴットをスライスし
て太陽電池に組み込み、光電変換効率を測定し、その結
果を表１に示した。
ボ１および直径：５０ｍｍの底部貫通穴９を有する断熱
材８を用意し、直径：５０ｍｍのシリコン種結晶４をシ
リカ製ルツボ１の底部貫通穴９および断熱材８の底部貫
通穴９を貫通させ、シリコン種結晶４の一端部をチルプ
レート７に接触させるようにしてシリカ製ルツボ１をチ
ルプレート７上に載置した。この状態でルツボ１にシリ
コン原料２を充填し、誘導コイル３によりシリカ製ルツ
ボ１を通常より高温の１６５０℃に加熱し、この温度に
１時間保持することによりシリコン原料２を完全に溶解
した。次にエレベータシャフト１１を降下させることに
よりシリカ製ルツボ１が冷却リング１０内を通過するよ
うに降下させ、冷却リング１０によりシリカ製ルツボ１
の底部の溶融シリコンから凝固させ、一方向凝固多結晶
組織を有するシリコンインゴットを作製した。得られた
シリコンインゴットを分割したところ、ルツボ１の底部
にはまだシリコン種結晶４が溶融せずに存在しており、
このシリコンインゴットの一方向凝固多結晶組織は優れ
た配向性を示し、このシリコンインゴットをスライスし
て太陽電池に組み込み、光電変換効率を測定し、その結
果を表１に示した。
【００１４】従来例１ 図３に示されるようにシリコン原料をシリカ製ルツボ１
の底にシリコン種結晶４を配置し、誘導コイル３により
シリカ製ルツボ１を通常より高温の１６５０℃に加熱
し、この温度に１時間保持することによりシリコン原料
２を完全に溶解した。ついで、得られた溶融シリコンを
冷却水６を調整してシリカ製ルツボ１の底部から凝固さ
せることにより一方向凝固多結晶組織を有するシリコン
インゴットを作製した。得られた一方向凝固多結晶組織
を有するシリコンインゴットを分割してみたが、シリコ
ン種結晶はすでに溶融し消失しており、一方向凝固多結
晶組織には一部乱れが生じて配向性が良くなかった。こ
のシリコンインゴットをスライスして作製した多結晶シ
リコン基板を太陽電池に組み込み、光電変換効率を測定
し、その結果を表１に示した。
の底にシリコン種結晶４を配置し、誘導コイル３により
シリカ製ルツボ１を通常より高温の１６５０℃に加熱
し、この温度に１時間保持することによりシリコン原料
２を完全に溶解した。ついで、得られた溶融シリコンを
冷却水６を調整してシリカ製ルツボ１の底部から凝固さ
せることにより一方向凝固多結晶組織を有するシリコン
インゴットを作製した。得られた一方向凝固多結晶組織
を有するシリコンインゴットを分割してみたが、シリコ
ン種結晶はすでに溶融し消失しており、一方向凝固多結
晶組織には一部乱れが生じて配向性が良くなかった。こ
のシリコンインゴットをスライスして作製した多結晶シ
リコン基板を太陽電池に組み込み、光電変換効率を測定
し、その結果を表１に示した。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【発明の効果】表１に示される結果から、通常より高温
でシリコン原料を溶解しても、実施例１および２で得ら
れたシリコンインゴットは従来例１で得られたシリコン
インゴットに比べて一方向凝固多結晶組織の配向性が良
好であり、実施例１および２で得られたシリコンインゴ
ットで作製した多結晶シリコン基板の光電変換効率は、
従来例１で得られたシリコンインゴットで作製した多結
晶シリコン基板の光電変換効率よりも優れているところ
から、この発明はシリコン原料の溶解温度の正確な制御
を行わなくても従来よりも優れた光電変換効率の太陽電
池のシリコン基板を製造できることが分かる。
でシリコン原料を溶解しても、実施例１および２で得ら
れたシリコンインゴットは従来例１で得られたシリコン
インゴットに比べて一方向凝固多結晶組織の配向性が良
好であり、実施例１および２で得られたシリコンインゴ
ットで作製した多結晶シリコン基板の光電変換効率は、
従来例１で得られたシリコンインゴットで作製した多結
晶シリコン基板の光電変換効率よりも優れているところ
から、この発明はシリコン原料の溶解温度の正確な制御
を行わなくても従来よりも優れた光電変換効率の太陽電
池のシリコン基板を製造できることが分かる。
【図１】この発明の一方向凝固多結晶組織を有するシリ
コンインゴットの製造方法におけるシリコン原料の溶解
方法を示す断面概略説明図である。
コンインゴットの製造方法におけるシリコン原料の溶解
方法を示す断面概略説明図である。
【図２】この発明の一方向凝固多結晶組織を有するシリ
コンインゴットの製造方法におけるシリコン原料の溶解
方法を示す断面概略説明図である。
コンインゴットの製造方法におけるシリコン原料の溶解
方法を示す断面概略説明図である。
【図３】従来の一方向凝固多結晶組織を有するシリコン
インゴットの製造方法におけるシリコン原料の溶解方法
を示す断面概略説明図である。
インゴットの製造方法におけるシリコン原料の溶解方法
を示す断面概略説明図である。
１ ルツボ ２ シリコン原料 ３ 誘導コイル ４ シリコン種結晶 ５ 内側周辺部 ６ 冷却水 ７ チルプレート ８ 断熱材 ９ 底部貫通穴 １０ 冷却リング １１ エレベータシャフト
Claims (2)
- 【請求項１】 ルツボをチルプレート上に載置し、シリ
コン原料を該ルツボに充填し加熱することによりシリコ
ン原料を溶解し、ついでルツボ内の溶融シリコンをルツ
ボの底部から上部に向かって冷却することにより一方向
凝固多結晶組織を有するシリコンインゴットを製造する
方法において、 前記ルツボに底部を貫通する底部貫通穴を設け、この底
部貫通穴にシリコン種結晶を貫通させた状態で固着し、
このシリコン種結晶の一端部をチルプレートに接触させ
た状態でルツボにシリコン原料を充填し加熱することに
よりシリコン原料を溶解することを特徴とする一方向凝
固多結晶組織を有するシリコンインゴットの製造方法。 - 【請求項２】 ルツボをチルプレート上に載置し、シリ
コン原料を該ルツボに充填し加熱することによりシリコ
ン原料を溶解し、ついでルツボの溶融シリコンをルツボ
の底部から上部に向かって冷却することにより一方向凝
固多結晶組織を有するシリコンインゴットを製造する方
法において、 前記ルツボの外側底部に断熱材を取り付け、ルツボの底
部および断熱材に貫通する底部貫通穴を設け、この底部
貫通穴にシリコン種結晶を貫通させた状態で固着し、こ
のシリコン種結晶の一端部をチルプレートに接触させた
状態でルツボにシリコン原料を充填し加熱することによ
りシリコン原料を溶解することを特徴とする一方向凝固
多結晶組織を有するシリコンインゴットの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9278830A JPH11116386A (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 一方向凝固多結晶組織を有するシリコンインゴットの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9278830A JPH11116386A (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 一方向凝固多結晶組織を有するシリコンインゴットの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11116386A true JPH11116386A (ja) | 1999-04-27 |
Family
ID=17602756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9278830A Withdrawn JPH11116386A (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 一方向凝固多結晶組織を有するシリコンインゴットの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11116386A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003073441A1 (en) * | 2002-02-28 | 2003-09-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Process of producing multicrystalline silicon substrate and solar cell |
| EP1867759A1 (en) * | 2006-06-13 | 2007-12-19 | Young Sang Cho | Manufacturing equipment for polysilicon ingot |
| WO2011156976A1 (zh) * | 2010-06-19 | 2011-12-22 | 常州天合光能有限公司 | 多晶硅的铸锭方法 |
| CN102605418A (zh) * | 2012-01-16 | 2012-07-25 | 上澎太阳能科技(嘉兴)有限公司 | 太阳能电池基板、太阳能电池的制造方法及其使用的坩埚 |
| WO2013031923A1 (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-07 | 京セラ株式会社 | 半導体インゴットの製造方法 |
| CN108486651A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-09-04 | 英利能源（中国）有限公司 | 多晶硅锭的制备方法及多晶硅锭 |
-
1997
- 1997-10-13 JP JP9278830A patent/JPH11116386A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN1305763C (zh) * | 2002-02-28 | 2007-03-21 | 佳能株式会社 | 多晶硅衬底和太阳能电池的制备方法 |
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| US8057598B2 (en) | 2006-06-13 | 2011-11-15 | Young Sang Cho | Manufacturing equipment for polysilicon ingot |
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| JP5312713B1 (ja) * | 2011-08-30 | 2013-10-09 | 京セラ株式会社 | 半導体インゴットの製造方法 |
| CN102605418A (zh) * | 2012-01-16 | 2012-07-25 | 上澎太阳能科技(嘉兴)有限公司 | 太阳能电池基板、太阳能电池的制造方法及其使用的坩埚 |
| CN108486651A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-09-04 | 英利能源（中国）有限公司 | 多晶硅锭的制备方法及多晶硅锭 |
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