JPS58156521A - 太陽電池用シリコンの製造方法 - Google Patents

太陽電池用シリコンの製造方法

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JPS58156521A
JPS58156521A JP58029178A JP2917883A JPS58156521A JP S58156521 A JPS58156521 A JP S58156521A JP 58029178 A JP58029178 A JP 58029178A JP 2917883 A JP2917883 A JP 2917883A JP S58156521 A JPS58156521 A JP S58156521A
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JP
Japan
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manufacturing
silicon
sodium
silicon tetrafluoride
tetrafluorosilicate
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JP58029178A
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フ−ベルト・アウリツヒ
カ−ルハインツ・アイゼンリ−ト
ハンスペ−タ−・ウルバツハ
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
Original Assignee
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02—Silicon
    • C01B33/021—Preparation
    • C01B33/023—Preparation by reduction of silica or free silica-containing material
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
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    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/18—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof
    • C01B33/186—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof from or via fluosilicic acid or salts thereof by a wet process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電弧中で炭素忙より二酸化ケイ素（Ｓｉｎ２）
を還元することにより、太陽電池に使用することのでき
るシリコンを製造する方法に関する。
電弧中で炭素により石英（Ｓｉｎ２）を還元することに
よって大工業的に得られるシリコンは、その純度に関し
ては太陽電池を作るのに適していない。
工業用シリコンの低い純度（Ｓｉ含有量９８％）は一部
分はその製造に用いられる著しく不純な石英にその原因
がある。
ドイツ連邦共和国特許出願公開箱３０１３３１９号明細
書から、炭素による還元のだめの高純度の天然産石英を
用いた太陽電池用シリコンの製造方法が公知である。そ
のようにして作られたシリコンは確かに大工業的に得ら
れた製品よりもかなり高い純度を持つが、しかしこの場
合も素子特性を損なう不純物を除去するためになお付加
的な精製工程〜例えばチョクラルスキーによる結晶引上
げ方法が必要である・ 本発明の目的は、電弧中で炭素による還元のだめの原材
料として適し、その不純物レベルが明らかに天然シリコ
ン以下である同じような品質の二酸化ケイ素（Ｓｉｎ２
）を製造することＫある。さらに本発明の目的は、製造
が簡単であり、しかも安価な原材料を用いて実施できる
方法を得ることにおる。
この目的は本発明によれば次のようにして達成される。
ａ）原材料としてヘキサフルオロケイ酸ナトリウム（Ｎ
ａ２ＳｉＦ６）を用い、 ｂ）へキサフルオロケイ酸ナトリウムをフッ化ナト、リ
ウム（Ｎａｐ）および四フッ化ケイ素（、Ｓ　＋　Ｆ４
　）Ｋ熱分解し、 Ｃ）四フフ化ケイ素をｐＨＨＩ３領域で３０ないし１０
０℃の範囲の温度において、アルカリ性、望ましくはア
ンモニアアルカリ性溶液中で加水分解し、 ｄ）形成されたＳｉｎ、を直ちに反応室から取り出し、
熱湯で処理して乾燥する。
本発明による方法においては次の反応が進行する。
Ｎａ２　ＳｉＦ４　ニア０旦ｚ　２ＮａＦ＋５ｉＦ４３
８ｉＦ４　＋　２Ｈ，Ｏ−一→ＳｉＯ□＋２Ｈ，ＳｉＦ
。
Ｈ，Ｓ　ｉＦ、　＋　６　Ｎ）１４０Ｈ→６ＮＨ４Ｆ　
＋ＳｉＯ２＋３Ｈ，０原材料中に存在し得る、例えばＦ
ｅ　、Ｃｕ　、Ｃｒ　。
Ｍｏ、Ｔｉなどのような不純物は、原材料の分解の際忙
揮発しＫ〈いフッ化物を形成し、それ故ＮａＦ残渣中に
留まる。
太陽電池の製作のためには、シリコン原材料は遷移金属
イオンの極めてわずかな含有量とならんで非常にわずか
なホウ素含有量を示さなければならない６しかしテトラ
フルオロケイ酸ナトリウムはしばしば不純物にホウ素を
有し、それは熱分解の際に揮発性フッ化物臼フッ化ホウ
素）として四フッ化ケイ素と共に加水分解溶液中に入り
、そこで同様に加水分解される。それによって生ずる５
ｉｎ２は極めて高いホウ素含有量を有する。これを防止
するために本発明思想を発展させたものによれば、加水
分解の前のガス状の四フッ化ケイ素を１，４−ジオキサ
ン（０４Ｈ１１０２）からなるのが望ましいエーテル溶
液を通じて導き、その中に三フッ化ホウ素（ＢＦ３）の
ような化合物をエーテレートとして優先的に溶解させ、
従って四フッ化ケイ素から取り除くことができるように
することが行われる。この代りにテトラフルオロケイ酸
ナトリウムの分解の際に生ずる四フッ化ケイ素を約−１
００℃で凝縮させ、それにつづく制御された昇華によっ
て精製することもできる。
ホウ素含有量を低減させる別の方法として、テトラフル
オロケイ酸ナトリウムをその熱分解の前に再結晶により
精製し、その際に溶解しやすいホウ素のアルカリ化合物
を除去する方法かある。
燐酸塩産業および肥料産業において出るテトラフルオロ
ケイ酸ナトリウムの廃棄物も、ＳｉＯ２を得るだめの原
材料として用いることができ、それによって本発明によ
る方法を特に安価に実施するｆｊ’　　　　　　　　　
　　員、８１６゜四フッ化ケイ素加水分解は７０℃と１
００℃の間の温度範囲で行うのが有効である。なぜなら
、その範囲で５ｉｎ２　のろ過性が最もよいからである
。
例えばアンモニアの配合添加は、四フッ化ケイ素加水分
解が正確に中性点（ｐＨ値＝７）で進行するように行わ
なければならない。総液量は、例えばフッ化アンモニウ
ムの溶解度積を超えないようにしなければならない。
次に本発明の実施例を図面について詳細に説明する０図
はテトラフルオロケイ酸ナトリウムの分解および四フッ
化ケイ素の加水分解に使用する装置を概略的に示す。
ガス供給管およびガス排出管５を備えた石英ガラス容器
４の中に存在する原材料のテトラフルオロケイ酸ナトリ
ウム３　（Ｎａ２５ｉＦ６）は抵抗炉１の中で６５０℃
と７００℃の間の温度で分解される。
生じた四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）は担体ガスとしての
アルゴン（矢印２参照）により石英ガラス容器６を経て
石英ガラス槽８の中にある加水分解溶液９に導かれる。
導入管１４の端にある漏斗１０およびテフロン攪拌機１
．１による強力な攪拌は、形成される５ｉ０２によって
四フッ化ケイ素導入管１４が塞がれるのを防ぐ。−加水
分解溶液９のｐＨ値は反応の間、配合される添加アンモ
ニア（ＮＨ３、矢印１３参照）によってｐＨ値＝７に調
節される。
加水分解溶液９の温度は加熱板１２（攪拌モータ付き）
によって７０°ないし１００℃に調整され、温度計７を
用いて制御される。
加水分解溶液中に蓄積する５ｉｎ２は薄板の箱の中でろ
別され、熱湯で洗われ、つづいて２５０℃で乾燥される
。そのＳｉｎ、は直ちに電弧処理に供給することができ
る。
四フッ化ケイ素中に三フッ化ホウ素（ＢＦｓ）として含
まれるホウ素を低減するために、石英ガラス容器６の中
に１．４ジオキサン溶液が存在し、そ五 の中にフッ化ホウ素がエーテレートとして溶解される。
符号５により、個々の石英容器４，６および８を相互に
連結するテフロン連結体を示す。
本発明により得られだＳｉｎ、中の遷移金属イオンの含
有量はｌｐｐｍ以下、マグネシウムおよびアルミニクム
の含有量は１０　ｐｐｍ　以下、そしてホウ素の含有量
はｌｐｐｍ以下にある。
【図面の簡単な説明】
図は本発明方法を実施するだめの装置の断面図である。 ｌ・・・抵抗炉、　３・・・原材料、　９・・・加水分
解溶液。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ｌ）電弧中で炭素により二酸化ケイ素（Ｓｉｎｇ）を還
    元するととＫより、太陽電池に使用し得るシリコンを製
    造する方法において、 ａ）原材料としてテトラフルオロケイ酸ナトリウム（Ｎ
    ａ、５ｉＦ６）を用イ、 ｂ）テトラフルオロケイ酸ナトリウムをフッ化ナトリウ
    ムおよび四フッ化ケイ素に熱分解し、 Ｃ）四フッ化ケイ素をｐＨＨ２Ｏ領域で３０ないし１０
    ０℃の範囲の温度において、アルカリ性、望ましくはア
    ンモニアアルカリ性溶液中で加水分解し、 ｄ）形成されたＳｉｎ、を直ちに反応室から取り出し、
    熱湯で処理して乾燥する ことを特徴とする太陽電池用シリコンの製造方法。 ２）　ホウ素含有量の低減のために、加水分解の前のガ
    ス状の四フッ化ケイ素を望ましくはｌ。 ４ジオキナンからなるエーテル溶液を通じて導くことを
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載の製造方法。 ３）ホウ素含有量の低減のために、加水分解の前のガス
    状の四フフ化ケイ素を約−１００℃で凝縮させ、つづい
    て制御された昇華によって精製することを特徴とする特
    許請求の範囲第１項記載の製造方法。 ４）　原材料を熱分解の前に再結晶によって精製し、そ
    の際に溶解しやすいホウ素のアルカリ化合物を除去する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の製造方法
    。 ５）原材料として燐酸塩産業および肥料産業において出
    るテトラフルオロケイ酸ナトリウム（Ｎａ１ＳｉＦ、　
    ）の廃棄物を用いることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項ないし第４項のいずれかに記載の製造方法０ ６）熱分解を６５０ないし７００℃において実施するこ
    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
    ずれかに記載の製造方法。 ７）加水分解を７０ないし１００℃の範囲の温度におい
    て実施す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製造方法。 ８）担体ガスとして不活性ガス、望ましくはアルゴン（
    Ａｒ）を用い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製造方法。 ９）　　ＳｉＯ□を電弧法の前に２５０℃において乾燥
    する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製造方法。
JP58029178A 1982-02-25 1983-02-23 太陽電池用シリコンの製造方法 Pending JPS58156521A (ja)

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DE32067666 1982-02-25
DE19823206766 DE3206766A1 (de) 1982-02-25 1982-02-25 Verfahren zum herstellen von fuer solarzellen verwendbarem silizium

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JPS58156521A true JPS58156521A (ja) 1983-09-17

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