JP2006083024A - 多結晶シリコンインゴットの鋳造方法、これを用いた多結晶シリコンインゴット、多結晶シリコン基板、並びに太陽電池素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の部材が組み合わされてなるとともに一部が開放した鋳型5に、鋳型5の開放部から、シリコンを溶融させたシリコン融液4を注ぎ込む注湯工程と、シリコン融液4を鋳型5の内部に保持しつつ凝固させる凝固工程と、を備えた多結晶シリコンインゴットの鋳造方法であって、注湯工程において、シリコン融液4が鋳型5の内面と接触したときに凝固して形成された初期凝固層11によって、鋳型5を構成する複数の部材の間隙10を封止するようにした。
【選択図】図1
Description
本発明の多結晶シリコンインゴットは、本発明の多結晶シリコンインゴットの鋳造方法を用いて作製したので、シリコン融液の漏出が少ないので低コストとなり、さらに一方向凝固性に優れた高品質なものとなる。また、本発明の多結晶シリコン基板は、本発明の多結晶シリコンインゴットから初期凝固層を除去した部分をスライスして得られ、高品質なものとなる。さらに、本発明の太陽電池素子は、本発明の多結晶シリコン基板を用いて形成されたので、良好な電気的な特性を有するものとなる。
(1)溶融坩堝1a内に所定量のシリコン原料を投入する。
(5)シリコン融液4を鋳型5の内部に保持しつつ一方向凝固させ、多結晶シリコンインゴットを形成する。このとき、鋳型5の下方に配された冷却板8や、鋳型5を上方から加熱する鋳型加熱手段9等によって、鋳型5に対して下方から上方に向けて所定の温度勾配を付与しながら行う。
試料2・・・鋳型内表面温度900℃、シリコン融液温度1577℃
これらの基板を用いて、一般的なバルク型太陽電池素子を作製し、太陽電池素子の変換効率を特性評価した。なお、比較のため、従来の方法で作製した基板を参考試料として同様に評価した。
1b:保持坩堝
2:注湯口
3:加熱手段
4:シリコン融液
5:鋳型
5a:底面部材
5b:側面部材
6:離型材
7:鋳型断熱材
8:冷却板
9:鋳型加熱手段
10:間隙
11:初期凝固層
21:鋳型
21a:底面部材
21b:側面部材
Claims (8)
- 複数の部材が組み合わされてなるとともに一部が開放した鋳型に、この鋳型の開放部から、シリコンを溶融させたシリコン融液を注ぎ込む注湯工程と、前記シリコン融液を前記鋳型の内部に保持しつつ凝固させる凝固工程と、を備えた多結晶シリコンインゴットの鋳造方法であって、前記注湯工程において、前記シリコン融液が前記鋳型の内面と接触したときに凝固して形成された初期凝固層によって、前記鋳型を構成する複数の部材の間隙を封止するようにした多結晶シリコンインゴットの鋳造方法。
- 前記注湯工程において形成される前記初期凝固層の厚みを0.5mm以上5mm以下となるようにした請求項1に記載の多結晶シリコンインゴットの鋳造方法。
- 前記注湯工程において、前記初期凝固層を0.5mm/min以上5mm/min以下の速度で形成するようにした請求項1又は請求項2に記載の多結晶シリコンインゴットの鋳造方法。
- 前記注湯工程は、前記鋳型の内表面のうち、最高温度となる箇所が900℃以上1000℃以下の範囲で行うようにした請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の多結晶シリコンインゴットの鋳造方法。
- 前記注湯工程は、前記シリコン融液の温度が1490℃以上1620℃未満の範囲で行うようにした請求項4に記載の多結晶シリコンインゴットの鋳造方法。
- 請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の多結晶シリコンインゴットの鋳造方法を用いて作製した多結晶シリコンインゴット。
- 請求項6に記載の多結晶シリコンインゴットから前記初期凝固層を除去した部分をスライスして得られた多結晶シリコン基板。
- 請求項7に記載の多結晶シリコン基板を用いて形成された太陽電池素子。
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