JPS61106489A - 帯状シリコン結晶の製造方法 - Google Patents
帯状シリコン結晶の製造方法Info
- Publication number
- JPS61106489A JPS61106489A JP22920584A JP22920584A JPS61106489A JP S61106489 A JPS61106489 A JP S61106489A JP 22920584 A JP22920584 A JP 22920584A JP 22920584 A JP22920584 A JP 22920584A JP S61106489 A JPS61106489 A JP S61106489A
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- JP
- Japan
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- band
- shaped silicon
- silicon crystal
- die
- crystal
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発嫡は帯状シリコン結晶の製造方法に間する。
［発明の技術的背景とその問題点］
帯状シリコン結晶は薄板状であるため、チョクラルスキ
ー法で得られたインゴット状のシリコン結晶とは異なり
、その得られた形状のままで半導体太陽電池の基板とし
て用いられる。従って、例えばチョクラルスキー法で得
られるシリコン結晶を半導体太陽電池の基板として用い
るよりも安価になるという大きな特徴を有する。
ー法で得られたインゴット状のシリコン結晶とは異なり
、その得られた形状のままで半導体太陽電池の基板とし
て用いられる。従って、例えばチョクラルスキー法で得
られるシリコン結晶を半導体太陽電池の基板として用い
るよりも安価になるという大きな特徴を有する。
従来の帯状シリコン結晶を引上げている状態の模式図を
第３図に示す。即ち、シリコン融液１１を収容した石英
ガラス製るつぼ１２に、カーボンで作られたスリットを
有するキャピラリ・ダイ（以下単にダイという）１３
（１３ａ 、１３ｂ ）を配し、ダイ１３の先端で成長
した帯状シリコン結晶１４を引上駆動部１５ （１５ａ
、１５ｂ ）で鉛直上方へ引上げる。帯状シリコン結
晶１４の平坦性を確保するために、幅および引上方向に
伸びた２枚の平行平板から成る揺れ防止板１６（１６ａ
。
第３図に示す。即ち、シリコン融液１１を収容した石英
ガラス製るつぼ１２に、カーボンで作られたスリットを
有するキャピラリ・ダイ（以下単にダイという）１３
（１３ａ 、１３ｂ ）を配し、ダイ１３の先端で成長
した帯状シリコン結晶１４を引上駆動部１５ （１５ａ
、１５ｂ ）で鉛直上方へ引上げる。帯状シリコン結
晶１４の平坦性を確保するために、幅および引上方向に
伸びた２枚の平行平板から成る揺れ防止板１６（１６ａ
。
１６ｂ）がダイ１３と引上駆動部１５の間に設けられる
。シリコン融液１１と帯状シリコン結晶１４の境界であ
る固液界面１７は、ダイ１３の先端直上に形成される。
。シリコン融液１１と帯状シリコン結晶１４の境界であ
る固液界面１７は、ダイ１３の先端直上に形成される。
ダイ１３の先端部は、第４図に示すようにナイフェツジ
状に加工されており、この先端部の形状で帯状シリコン
結晶の断面形状が規定される。
状に加工されており、この先端部の形状で帯状シリコン
結晶の断面形状が規定される。
上記のような構成により、非常に平坦性の高い帯状シリ
コン結晶を得ることができる。この帯状シリコン結晶を
使って、太陽電池を作った場合、入射光の約４０％は、
表面からの反射として逃げてしまう。この反射を押える
ために、表面に透明な反射防止膜の形成あるいは、異方
性エツチングによりピラミッド状の凹凸の形成による多
重反射の効果を得る工夫がなされている。つまり、高効
率太陽電池を作る場合これらの工程は不可欠である。
コン結晶を得ることができる。この帯状シリコン結晶を
使って、太陽電池を作った場合、入射光の約４０％は、
表面からの反射として逃げてしまう。この反射を押える
ために、表面に透明な反射防止膜の形成あるいは、異方
性エツチングによりピラミッド状の凹凸の形成による多
重反射の効果を得る工夫がなされている。つまり、高効
率太陽電池を作る場合これらの工程は不可欠である。
し発明の目的１
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、表面反射
防止効果のあるゼラミツド状の凹凸を、帯状シリコン結
晶成長段階で形成する帯状シリコン結晶の製造方法を提
供することを目的とする。
防止効果のあるゼラミツド状の凹凸を、帯状シリコン結
晶成長段階で形成する帯状シリコン結晶の製造方法を提
供することを目的とする。
［発明の概要１
即ち、本発明帯状シリコン結晶の製造方法は、引上駆動
部の下方、揺れ防止板の上方に、帯状シリコン結晶に接
して微振動発生装置を設けることによって帯状シリコン
結晶表面に、引上げ方向に垂直な方向に凹凸を形成し、
かつダイの先端部に一定間隔の溝を設けることによって
引上げ方向に平行な凹凸を形成するもので縦横の凹凸を
形成することによって、結果的にピラミッド状の凹凸を
形成するものである。
部の下方、揺れ防止板の上方に、帯状シリコン結晶に接
して微振動発生装置を設けることによって帯状シリコン
結晶表面に、引上げ方向に垂直な方向に凹凸を形成し、
かつダイの先端部に一定間隔の溝を設けることによって
引上げ方向に平行な凹凸を形成するもので縦横の凹凸を
形成することによって、結果的にピラミッド状の凹凸を
形成するものである。
［発明の実施例］
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示し成長炉内にはシリコン
融液１１を収容した石英ガラス製るつぼ１２が配設され
、このるつぼ１２内にはカーボンで作られたスリットを
有するキャピラリ・ダイ２０ （２０ａ 、２０ｂ ）
が立設される。このダイ２０の上方には２枚の平行平板
からなる揺れ防止板１６（１６ａ、１６ｂ）が設けられ
、コノ揺れ防止板１６の上方には引上駆動部１５（１５
ａ。
融液１１を収容した石英ガラス製るつぼ１２が配設され
、このるつぼ１２内にはカーボンで作られたスリットを
有するキャピラリ・ダイ２０ （２０ａ 、２０ｂ ）
が立設される。このダイ２０の上方には２枚の平行平板
からなる揺れ防止板１６（１６ａ、１６ｂ）が設けられ
、コノ揺れ防止板１６の上方には引上駆動部１５（１５
ａ。
１５ｂ）が設置される。この引上駆動部１５はダイ２０
の先端で成長した帯状シリコン結晶２１を鉛直上方へ引
上げる。この場合、シリコン融液１１と帯状シリコン結
晶２１の境界である固液界面１７はダイ２０の先端直上
に形成される。前記引上駆動部１５と揺れ防止板１６の
間には微撮動発生装置例えば超音波発生装置 １８ （
１８ａ、１８ｂ ）がその一部を帯状シリコン結晶２１
の両面に接触するように設置される。前記ダイ２０は、
第２図に示す如く、その先端部にくり返し距離ａ −２
０μｍの一定間隔の溝１９が刻んである。第２図の（ａ
＞図はダイ２０ｂ先端部の正面図、（ｂ）図は平面図
である。即ち、超音波発生装置１８を設けることによっ
て帯状シリコン結晶２１の表面に、引上げ方向に垂直な
方向に凹凸を形成し、かつダイ２０の先端部に溝１９を
設けることによって引上げ方向に平行な凹凸を形成し、
このような縦横の凹凸を形成することによって、結果的
にピラミッド状の凹凸を形成する。この場合、引上げ方
向に垂直な凹凸の波長は超音波発生装置１６の位置、明
音波の周波数、および帯状シリコン結晶２１の引上速度
によって決定される。引上速度２５ｍ／分で、凹凸の波
長を２０μｍとするためには、超音波の周波数３０ｋ
Ｈｚ 、超音波発生ＩＡ置１８の位置は揺れ防止板１６
の上端から、８５＃が適当であった。この時の凹凸の振
幅は約９μｍであった。また、凹凸の波長を２μｍにす
ることも可能であった。引上げ方向に並行な方向の凹凸
の波長はダイ先端に付けられた溝１９の波長に従った。
の先端で成長した帯状シリコン結晶２１を鉛直上方へ引
上げる。この場合、シリコン融液１１と帯状シリコン結
晶２１の境界である固液界面１７はダイ２０の先端直上
に形成される。前記引上駆動部１５と揺れ防止板１６の
間には微撮動発生装置例えば超音波発生装置 １８ （
１８ａ、１８ｂ ）がその一部を帯状シリコン結晶２１
の両面に接触するように設置される。前記ダイ２０は、
第２図に示す如く、その先端部にくり返し距離ａ −２
０μｍの一定間隔の溝１９が刻んである。第２図の（ａ
＞図はダイ２０ｂ先端部の正面図、（ｂ）図は平面図
である。即ち、超音波発生装置１８を設けることによっ
て帯状シリコン結晶２１の表面に、引上げ方向に垂直な
方向に凹凸を形成し、かつダイ２０の先端部に溝１９を
設けることによって引上げ方向に平行な凹凸を形成し、
このような縦横の凹凸を形成することによって、結果的
にピラミッド状の凹凸を形成する。この場合、引上げ方
向に垂直な凹凸の波長は超音波発生装置１６の位置、明
音波の周波数、および帯状シリコン結晶２１の引上速度
によって決定される。引上速度２５ｍ／分で、凹凸の波
長を２０μｍとするためには、超音波の周波数３０ｋ
Ｈｚ 、超音波発生ＩＡ置１８の位置は揺れ防止板１６
の上端から、８５＃が適当であった。この時の凹凸の振
幅は約９μｍであった。また、凹凸の波長を２μｍにす
ることも可能であった。引上げ方向に並行な方向の凹凸
の波長はダイ先端に付けられた溝１９の波長に従った。
揺れ防止板１６があるために大きな波長および振幅を持
った揺れは従前通り認められなかった。
った揺れは従前通り認められなかった。
この様にして、表面に凹凸を付けた帯状シリコン結晶２
１で太陽電池を作成した。表面に反射を押える工夫をし
ていない太陽電池に比較して、今回作成した太陽電池の
効率は約２０％改善された。
１で太陽電池を作成した。表面に反射を押える工夫をし
ていない太陽電池に比較して、今回作成した太陽電池の
効率は約２０％改善された。
また、同時に作成した反射防止膜を付けた太陽電池効率
は、約２０％の向上があり、異方性エツチングにより表
面に凹凸を付けたものは、ばらつきが大きく平均すると
約２４％の向上が見られた。
は、約２０％の向上があり、異方性エツチングにより表
面に凹凸を付けたものは、ばらつきが大きく平均すると
約２４％の向上が見られた。
また、固液界面１７における微振動は、帯状シリコン結
晶２１がダイ２０に固着する回数を下げる効果があった
。全く同じ装置にして、超音波発生装置１８を作動させ
ない場合、連続成長時間の平均が３時間１５分であった
が、作動させた場合平均５時間４０分であった。
晶２１がダイ２０に固着する回数を下げる効果があった
。全く同じ装置にして、超音波発生装置１８を作動させ
ない場合、連続成長時間の平均が３時間１５分であった
が、作動させた場合平均５時間４０分であった。
以上説明した実施例に見られるように、本発明の方法に
より、太陽電池品質を落とすことなく太陽電池作成の表
面反射防止工程を省略することができる。従って、この
工程に要する時間、装置、材料費などを省くことができ
る。また、連続成長特開を約７０％上げたことによって
生産性は、約２０％向上した。これらは太陽電池開発の
大きな目標である価格を下げる点に太き（貢献すること
は、明白である。
より、太陽電池品質を落とすことなく太陽電池作成の表
面反射防止工程を省略することができる。従って、この
工程に要する時間、装置、材料費などを省くことができ
る。また、連続成長特開を約７０％上げたことによって
生産性は、約２０％向上した。これらは太陽電池開発の
大きな目標である価格を下げる点に太き（貢献すること
は、明白である。
［発明の効果］
以上述ぺたように本発明によれば、帯状シリコン結晶の
成長時に、表面にピラミッド状の凹凸を形成することが
でき、太陽電池作成工程のうち表面反射を防止するため
の工程を省くことができるにもかかわらず、太陽電池変
換効率は従前通りに維持することができ、しかも、固液
界面の振動のためにダイから固液界面までの相対的な距
離が増加して、ダイと帯状シリコン結晶との固着を防止
できるために、成長歩留りの向上ができる。
成長時に、表面にピラミッド状の凹凸を形成することが
でき、太陽電池作成工程のうち表面反射を防止するため
の工程を省くことができるにもかかわらず、太陽電池変
換効率は従前通りに維持することができ、しかも、固液
界面の振動のためにダイから固液界面までの相対的な距
離が増加して、ダイと帯状シリコン結晶との固着を防止
できるために、成長歩留りの向上ができる。
第１図は本発明の一実施例の模式図、第２図（ａ）、（
ｂ）は第１図に使用したダイの先端部の一例を示す正面
図、平面図、第３図は従来方法による帯状シリコン結晶
を成長させている状態の模式図、第４図は第３図に示し
た従来方法に使用したダイの斜視図である。 １１・・・シリコン融液、１２・・・石英ガラス製るつ
ぼ、１５ａ、１５ｂ・・・引上駆動部、１６ａ、１６ｂ
・・・揺れ防止板、１７・・・固液界面、１８ａ、１８
ｂ・・・超音波発生装置、１９・・・溝、２０ａ 、２
０ｂ・・・キャピラリ・ダイ、２１・・・帯状シリコン
結晶。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第３図 第４１！１ 第１図 （ａ）
ｂ）は第１図に使用したダイの先端部の一例を示す正面
図、平面図、第３図は従来方法による帯状シリコン結晶
を成長させている状態の模式図、第４図は第３図に示し
た従来方法に使用したダイの斜視図である。 １１・・・シリコン融液、１２・・・石英ガラス製るつ
ぼ、１５ａ、１５ｂ・・・引上駆動部、１６ａ、１６ｂ
・・・揺れ防止板、１７・・・固液界面、１８ａ、１８
ｂ・・・超音波発生装置、１９・・・溝、２０ａ 、２
０ｂ・・・キャピラリ・ダイ、２１・・・帯状シリコン
結晶。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第３図 第４１！１ 第１図 （ａ）
Claims (1)
- 成長炉内にシリコン融液を収納したるつぼとスリットを
有するキャピラリ・ダイを設置し、このキャピラリ・ダ
イの上方に引上駆動部を配置して帯状シリコン結晶を引
上げる帯状シリコン結晶の製造方法において、前記引上
駆動部の下位に帯状シリコン結晶に接触して微振動発生
装置を設け、かつキャピラリ・ダイ先端部に一定間隔の
溝を設けることを特徴とする帯状シリコン結晶の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22920584A JPS61106489A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 帯状シリコン結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22920584A JPS61106489A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 帯状シリコン結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61106489A true JPS61106489A (ja) | 1986-05-24 |
Family
ID=16888462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22920584A Pending JPS61106489A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 帯状シリコン結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61106489A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5173270A (en) * | 1987-04-09 | 1992-12-22 | Mitsubishi Materials Corporation | Monocrystal rod pulled from a melt |
| US6325852B1 (en) * | 1997-10-10 | 2001-12-04 | Commissariat A L'energie Atomique | Die for shaped crystal growth from a molten bath |
-
1984
- 1984-10-31 JP JP22920584A patent/JPS61106489A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5173270A (en) * | 1987-04-09 | 1992-12-22 | Mitsubishi Materials Corporation | Monocrystal rod pulled from a melt |
| US6325852B1 (en) * | 1997-10-10 | 2001-12-04 | Commissariat A L'energie Atomique | Die for shaped crystal growth from a molten bath |
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