JPS581044B2 - 板状シリコン片の製造方法 - Google Patents

板状シリコン片の製造方法

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JPS581044B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えが太陽電池に利用されるような板状シリ
コン片の製造方法に関する。
大面積のシリコン板からなる太陽電池の製造のためには
、できるだけ安価なシリコンを用いるのが望ましい。
このような素子において結晶の品質に課せられる要求は
、回路に組込まれる素子程には高くない。
従って、シリコンを簡単且つ経済的に、即ちできるだけ
材料の損失を伴うことなく製造する方法が研究されてき
た。
さらに、費用を要する加工工程、例えば棒を板にするた
めのラツピングや鋸引きをなくすことが要求される。
ドイツ連邦共和国特許第１１５５９１６号明細書により
、シリコン棒を加熱して可延性にし、そしてロールがけ
ないし鍛造を行うことにより板状体に変形し、これを多
数のシリコン片に分割することを公知になっている。
この片は、単結晶半導体棒から出発しているので、可延
状態にされそしてロールがけないし鍛造されても、その
単結晶特性を失わない。
しかしながら、それにも係らず、単結晶構造の非常に大
きな乱れが生じ、これを再生するために、続いて焼鈍処
理を行う必要がある。
本発明の目的は、結晶構造がさ程問題とならない場合に
、単一の加工工程で、安価なシリコンを合理的に製造す
ることにある。
この目的は、先ず多結晶シリコンを融解させ、融解した
シリコンをロールかけにより板状シリコン片の所望の厚
みを示す帯状体の形に固化させ、その際ロールの温度を
９００〜１３００℃に保持し、ロール速度を３０〜２０
０ｃｍ／ｍｉｎに調整し、それからこの帯状体をシリコ
ン片の所望の寸法に応じて分割することにより達せられ
る。
本発明の方法を実施するに当っては、誘導加熱されるる
つぼにおいて融解し、その融体をるつぼの底部に設けた
スリットを通して流出させ、そしてロールがけをして帯
状体として固化させるか、るつぼなし帯域溶融法を利用
し垂直状態に保たれた多結晶シリコン棒を、これをリン
グ状にとり囲む誘導加熱コイルにより融解し、溶融した
シリコンを、加熱コイルの下方に設けたロールにより帯
状に変形し、それから固化させることができる。
又、るつぼ無しに保持された融体を、ヌリット板ヲ通し
て押圧し、続いてロールがけをして帯状体に固化させる
こともできる。
ロールの材料としてシリコンあるいはシリコンカーバイ
ドが利用される。
この場合ロールを所定温度に保持するにはブロアを用い
るのが有利である。
出来上がったシリコン板はロール上に巻き取られる。
ロールは研磨され、又鏡面研磨されてもよい。
融解とロールかけは、保護ガス雰囲気中において行うの
が望ましい。
又ロールかけは空気中で行うこともできる。
融体が回転するようにすると有利である。
以下本発明の方法を第１図ないし第３図を参照して詳し
く説明する。
第１図に本発明の方法を実施しつつある状態を示す。
溶融コイル３により誘導加熱される石英製の溶融るつぼ
２中で多結晶シリコン４の融解が行なわれる。
溶融したシリコン４は、溶融るつぼ２の底部にあるスリ
ット状の絞り部９を通って２個のロール５，６間に達し
、ロールがけされて幅広いシリコン帯状体７になる。
ロールがけの速度は２ ０ ０ ｃｍ／ｍ ｉｎである
。
ロールがけされたシリコン帯状体７の厚みは、所望の太
陽電池片厚みに応じて、０． １〜０． ３ ｍｍに調
整される。
ロール５，６は、シリコンないしシリコンカーバイド製
の中空円筒からなり、ブロア冷却媒体流８により約９０
０°〜１３００℃の温度に保たれる。
ここに生じたシリコン帯状体７は固化して巨大多結晶に
なる。
ロールに導かれる融体量の調節は、るつぼ内部とるつぼ
外部との間の保護ガスの圧力差を適当に調整することに
より行われる。
この方法により所望の厚みを持つロールがけされた帯状
体を製造するために必要な融体量が正確に調整される。
第２図は本発明の他の実施例を示し、この場合には棒状
をなす多結晶シリコン１０がいわゆるるつぼなし帯域溶
融法により融解される。
この場合融帯１１は、シリコン棒１０をリング状に取り
囲む、単巻きの誘導加熱コイル１２により作られ、コイ
ル１２には冷却のため水１３が通流するようになってい
る。
加熱コイル１２の下部に２個のロール５，６があり、こ
れらにより融解されたシリコンが帯状体７に加工される
。
符号８は、第１図において説明したのと同様に、ロール
５，６のブロア冷却媒体流を示す。
第３図は更に他の実施例を示し、この場合には多結晶シ
リコン棒１０が、加熱コイル１２の下部にあり、且つス
リット１７を持つ石英板１４上に押し付けられている（
矢印１５参照）。
これは例えば、シリコン棒を支持するホルダを所定の送
り速度で駆動することによって行うことができる。
スリット１７から外に出されたシリコンジェットは、ロ
ール対５，６により帯状体７にロールがけされ、ロール
１８上に巻き取られる。
ここでシリコン棒１０がその軸の回りに回転するように
するのが有利である（回転矢印１６参照）。
本発明の方法によれば、鋸引きやラップ工程なしで、経
済的且つ合理的な方法により、太陽電池用の平担な形状
を持つシリコンを製造することができる。
かくして通常の製造方法においてシリコン棒を結晶板に
切断することにより生じていた材料損失（約５０％）を
避けることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第３図は、本発明の方法のそれぞれ異なる
実施例を説明するための縦断面図である。 ２・・・・・・溶融るつぼ、３・・・・・・溶融コイル
、４・・・・・・多結晶シリコン、５，６・・・・・・
ロール、７・・・・・・シリコン帯状体、９・・・・・
・絞り部、１０・・・・・・棒状多結晶シリコン、１２
・・・・・・誘導加熱コイル、１４・・・・・・石英板
（スリット板）、１７・・・・・・スリット。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 先ず多結晶シリコンを融解し、融解したシリコンを
    ロールかけによって板状シリコン片の所望の厚みを有す
    る帯状体として固化させ、その際ロールの温度を９００
    〜１３００℃に保持し、ロール速度を３０〜２００ｃｍ
    ／ｍｉｎに設定し、続いてこの帯状体をシリコン片の所
    望の寸法に応じて分割することを特徴とする板状シリコ
    ン片の製造方法。 ２ 誘導加熱されたるつぼ中で融解を行い、融体をるつ
    ぼの底部に設けたスリットを通して流出させ、ロールが
    けにより帯状体として固化させることを特徴とする特許
    請求の範囲第１項記載の方法。 ３ るつぼ内部とるつぼ外部との間の保護ガスの圧力差
    を調整することにより、ロールに導く融体の量を調整す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４ 垂直に保持された多結晶シリコン棒をリング状にと
    り囲む誘導加熱コイルを用いてるつぼなし帯域溶融によ
    りシリコン棒を溶解し、溶融したシリコンを加熱コイル
    の下方に設けたロールにより帯状体に変形し固化させる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ るつぼなしに保持された融体をスリット板を通して
    押圧し、続いてロールがけして帯状体とし固化させるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６ シリコン又はシリコンカーバイトからなるロールを
    使用することを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
    第５項のいずれかに記載の方法。 ７ 融体を回転させることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項ないし第６項のいずれかに記載の方法。 ８ 保護ガス中において融解が行われることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記載
    の方法。 ９ ロールがけを保護ガス中又は空気中において行うこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第８項のい
    ずれかに記載の方法。 １０ 出来上がった帯状体をロール上に巻き取り、必要
    に応じて分割することを特徴とする特許請求の範囲第１
    項ないし第９項のいずれかに記載の方法。
JP51019805A 1975-02-26 1976-02-25 板状シリコン片の製造方法 Expired JPS581044B2 (ja)

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