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JPS62291977A - 太陽電池用シリコン盤の切り出し方法と装置 - Google Patents

太陽電池用シリコン盤の切り出し方法と装置

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Publication number
JPS62291977A
JPS62291977A JP62134761A JP13476187A JPS62291977A JP S62291977 A JPS62291977 A JP S62291977A JP 62134761 A JP62134761 A JP 62134761A JP 13476187 A JP13476187 A JP 13476187A JP S62291977 A JPS62291977 A JP S62291977A
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JP
Japan
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tape
silicon
melt
graphite
melting tank
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Pending
Application number
JP62134761A
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English (en)
Inventor
リヒアルト、フアルケンベルガー
ゲルハルト、ホイラー
ヨーゼフ、グラープマイエル
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
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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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、太陽電池に使用されるシリコン盤を水平引
抜き法によって作られたシリコンテープから切り出す方
法とこの方法を実施するための装置に関するものである
。このシリコンテープの引抜きに際してはシリコンテー
プとなる溶融体に対する支持体ならびに結晶種形成体と
してテープ引抜き方向に動く黒鉛繊維の織物が使用され
、溶融槽内のシリコン溶融体表面の接線に沿って引き抜
かれる。溶融体の上と下には加熱源が設けられ、互に同
調して制御されて溶融体表面からの放射損失の考慮の下
にシリコンテープは熔融体から引き出される前に均等な
厚さに凝固する。
〔従来の技術〕
この種の方法の一例は欧州特許出願公開第０１７０１１
９号公報により公知である。この場合シリコンテープは
毎分ｍオーダーの高速度で連続的に引き抜かれ、太陽電
池として加工する前に適当な大きさに切断する必要があ
る。
連続引抜き過程を妨害しないためこの切断は引抜き運動
中その速度を変えることなく特定の長さ毎に行わなけれ
ばならない。又結晶成長過程を妨害しないため切断に際
して動揺や振動が起らないようにする必要がある。結晶
成長が妨害されるとこの材料で作られた太陽電池の効率
が低下する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
この発明の目的は、連続生産工程中に無理なく組込むこ
とができる信頼性の高い切り出し方法と装置を提供する
ことである。
〔問題点を解決するための手段〕
この目的は特許請求の範囲第１項に記載した操作を行う
ことによって、また特許請求の範囲第８項に記載した装
置によって達成される。
〔実施態様〕
放射遮蔽体として電気伝導性の良い耐熱材料で作られた
橋状成形物を使用し、これを黒鉛織物の結晶化に関係し
ない外側帯の上に乗せて溶融体表面に張力を加えること
もこの発明の枠内にある。
この発明のその他の実施態様は特許請求の範囲第２項以
下に示されている・ 〔作用効果〕 この発明は次の考察に基くものである。水平引抜き法の
場合シリコンテープの形成はシリコン溶融体の表面が冷
却され薄い層として凝固することによる。この凝固過程
を適当に制御すれば凝固層を溶融体から横向きにテープ
の形に引抜くことができる。結晶化過程の安定化のため
にはシリコン溶融体よりも放射係数Ｅが大きい材料例え
ば炭素繊維網を支持体として使用する。溶融シリコン表
面の凝固に必要な冷却は主として放射によるものである
。
この発明の思想に従い所望のシリコンテープ区分の寸法
に対応する間隔毎にシリコン溶融体表面の放射損失を低
下させてもはや凝固が起らないようにする。これは凝固
に必要な溶融体表面からの熱放射を阻止する物体を形成
されたシリコンテープに同伴して移動させることによっ
て実現できる。
これに対しては原理的に同伴移動する物体の次の４つの
特性を利用することができる。
１、　自己温度 ２、放射率又は吸収率Ｅ５ ３、反射能 ４、物体の形態 熔融体の単位表面積当りの放射出力Ｐはシュテファン・
ボルツマン放射剤により次式で与えられる。
Ｅｘ　＋　Ｐ！Ｋ　　　Ｅｓ　　・　ＥヮここでＥ、は
溶融体の放射率、Ｅｘは被覆体にの放射率、σはシュテ
ファン・ボルツマン定数、Ｔ、は溶融体の温度、Ｔ８は
被覆体の温度である。
式（１）のＥ、を固体シリコンの放射率Ｅｒで置き換え
ると結晶化した表面からの放射出力が得られる。被覆さ
れていない表面の場合融点Ｔ、において固体シリコンの
放射出力は液体シリコンよりも約７Ｗａｔｔ／ｃｍ”だ
け高い。
加熱出力Ｐ、を一定にして溶融体表面に水平方向に移動
する炭素繊維網を接触させることにより結晶化を開始さ
せると、放射出力Ｐは約７Ｗａｔｔ／ｃｍ”だけ増大す
る。この出力上昇が温度低下に導かない場合この増大量
は遊離した潜熱ＰＬによって与えられる。
ｐ　＝　ＰＨ＋　ＰＬ　　　　　　　　　　　　（２）
従って加熱出カ一定の場合ＰＬ≦７　Ｗａｔｔ／　Ｃｍ
”である、潜熱による分ＰＬの放出を阻止すると結晶化
はもはや起らない。
〔実施例〕
２つの実施例と第１図乃至第３図についてこの発明を更
に詳細に説明する。
第１図はこの発明の詳細な説明するための装置を示すも
ので各番号は次のものを表わす。
１：速度Ｖ、で移動する炭素繊維網 ２：シリコン溶融体 ３：シリコン溶融体を入れる石英槽 ４：結晶化したシリコンテープ（これも速度Ｖ。
で移動） ５；融解熱の放出 ６：速度ｖｔで動く例えばストライプ形のモリブデン板
から成る遮蔽体 ７：加熱器（図を見易くするため溶融体上方に置かれた
加熱器は示されていない。） １１：切断箇所 この装置ではｖ、＝ｖ、であり、矢印は引抜き方向を示
す。
第２図にこの発明の思想の実現に対してストライプ形黒
鉛体６が使用される連続装置の断面構成が示されている
。この黒鉛体６は偏向ローラ８にかけたバンド９上を図
に示されていない補助駆動機構により層をつける黒鉛支
持体１に同期して速度ｖ２で同伴走行する。黒鉛体６は
電源１０によって温度ＴＫに加熱される。この温度ＴＫ
において黒鉛体６のその下に胃かれるシリコン体に向っ
ての固有放射が大きく、この箇所１１においての溶融体
２の結晶化は不可能である。従ってこの箇所１１が切断
箇所となる。
屏鉛体６の加熱に対してはシリコン／８融体２から放射
される熱放射５を直接利用することも可能である。この
場合黒鉛体６は高い吸収率Ｅを示すものであり、熱容量
が小さく溶融体に対して反対側の表面からの熱損失が阻
止される形態になっていることが必要である。実際には
一方の面が黒鉛フェルトで熱絶縁された薄い黒鉛層又里
鉛繊維織物が使用される。
第２図に記入されている間隔り、はシリコンテープをシ
リコン盤に切断する長さを表わしている。
第３図に示す例えばモリブデン板のような反射能が大き
い物体６は一般に加熱を必要としない。
モリブデン板としては断面が放物線形のものが有利であ
る。この形態により反射された放射５は焦線に集められ
るから、特に狭い切断帯１１のシリコンテープ４を作る
ことができる。
長時間使用すると反射物体６の表面にシリコンが蒸着さ
れるから反射の効果は低減される。従って蒸着したシリ
コン層を１回毎に例えばプラズマエツチングによって除
去するのが効果的である。
操作を真空中でなく保護ガス雰囲気中で実施すると物体
６の付加的な作用が認められる。シリコン表面の冷却に
貢献する対流は物体６によって低減されるかあるいは第
３図に示すように放物線形に作られた場合はとんど阻止
される。
第１図に示すように物体６は結晶化するテープ１、　４
と同期して同伴運動を行う必要がある。そのためには物
体６を橋状に成形して結晶化の行われない炭素繊維網の
外側帯の上に乗せて溶融体に加圧する。結晶化帯域を通
過するとフォーク状の装置を使用して支持体１，４から
はがして初めの位置に戻す、この機構は図面に示されて
いない。
切断長ＬＡが結晶化長しＫ　（第３図に示す）より短い
ときは同時に複数の被覆体６を使用し、これをシリコン
チー１４と同期（ｖｚ　＝ｖ、）して同伴移動させるこ
とが必要である。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の詳細な説明するための装置を示し、
第２図と第３図にこの発明の方法を実施する装置の断面
構成を示す。各図面において、１・・・炭素繊維網、２
・・・シリコン溶融体、３・・・シリコン溶融体を入れ
る石英槽、４・・・結晶化したシリコンテープ、６・・
・Ｚ画体、７・・・加熱器、１１・・・切断箇所。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）シリコンテープとなる溶融体の支持体（１）ならび
    に結晶種形成体としてテープ引抜き方向に動く黒鉛繊維
    の織物を使用し、これを熔融槽（３）内のシリコン溶融
    体（２）の表面の接線に沿って引き抜き、溶融体（２）
    の上と下に加熱源（７）を設け、これを互に適合調整し
    てシリコンテープ（４）が均等な厚さに凝固した後溶融
    体（２）から横方向に連続的に引き出されるようにして
    作られたシリコンテープから太陽電池に使用されるシリ
    コン盤を切り出す方法において、太陽電池に必要なシリ
    コンテープ区分の長さに対応する特定の間隔（Ｌ＿Ａ）
    毎に溶融体（２）の表面の放射損失（５）を同伴走行す
    る遮蔽体（６）によって減少させ、限定された区間で凝
    固が生じないようにしてシリコンテープ（４）に切断帯
    （１１）を形成させることを特徴とする太陽電池用シリ
    コン盤の切り出し方法。 ２）遮蔽体（６）として電気伝導性の良い耐熱材料で作
    られた橋状成形物が使用され、この成形物が黒鉛織物（
    １）の結晶化に使用されない外側帯上に乗せられ、溶融
    体（２）の表面に張力を加え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）遮蔽体（６）として電流加熱可能のストライプ形黒
    鉛体又はモリブデン体が使用されることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。 ４）高い吸収度を示す材料から成り形状の点では熱容量
    を持たない遮蔽体（６）が使用されることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。 ５）薄い黒鉛薄片又は黒鉛織物帯が一方の側を黒鉛フェ
    ルトで熱絶縁されて使用され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）反射能の高い遮蔽体（６）が使用されることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。 ７）放物線形断面の遮蔽体（６）が使用されることを特
    徴とする特許請求の範囲第６項記載の方法。 ８）ａ）シリコン溶融体（２）を収容し底面から加熱さ
    れる溶融槽（３）と、 ｂ）溶融槽（３）の区域外に置かれ引張り方向（ｖ＿１
    ）を水平線に対して１０°下の角度で調整可能の駆動装
    置と、 ｃ）結晶種形成中心となる黒鉛織物帯（１）に対して溶
    融槽（３）の横上に設けられた偏向ローラーと、 ｄ）本来の引張り装置の前に設けられ溶融槽（３）に連
    絡している溶融体貯蔵容器と、 ｅ）溶融槽（３）に設けられ溶融体（２）の表面に対す
    る位置が調整可能の反射器を備え、 ｆ）駆動装置と偏向ローラー（８）が溶融槽区域（２，
    ３）の外に設けられ、それらを使用して電気伝導度が高
    く耐熱性の材料で作られたストライプ形構造物（６）で
    占められたテープ（５）が層を設ける支持体（１）と同
    期して同伴運動する ことを特徴とする太陽電池用シリコン盤の切り出し装置
    。 ９）同期して同伴走行するテープ（９）の代りに１つの
    取り付け装置が本来の引張り装置の前に設けられ、それ
    によって遮蔽体（６）が層取り付けテープ（１）の外側
    帯上に特定の間隔を置いて設置され、１つのフォーク形
    装置が設けられ、それによって遮蔽体（６）がテープの
    結晶化領域を通過した後再び引き上げられることを特徴
    とする特許請求の範囲第８項記載の装置。
JP62134761A 1986-06-06 1987-05-29 太陽電池用シリコン盤の切り出し方法と装置 Pending JPS62291977A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3619018 1986-06-06
DE3619018.7 1986-06-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62291977A true JPS62291977A (ja) 1987-12-18

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ID=6302398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62134761A Pending JPS62291977A (ja) 1986-06-06 1987-05-29 太陽電池用シリコン盤の切り出し方法と装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4871517A (ja)
EP (1) EP0252279B1 (ja)
JP (1) JPS62291977A (ja)
CN (1) CN87103690A (ja)
DE (1) DE3767932D1 (ja)
NO (1) NO872389L (ja)

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