多晶硅块材的制造方法、多晶硅片的制造方法及多晶硅块材技术

本发明专利技术提供可以恰当地进行热处理、能够制出寿命得到提高的高品质的多晶硅片的多晶硅块材的制造方法、多晶硅片的制造方法及多晶硅块材。多晶硅块材的制造方法为作为太阳能电池用基板的原材料使用的多晶硅块材的制造方法，其特征在于，具备：铸造工序（S1），使硅熔液凝固来制出多晶硅锭；切断工序（S2），切断所得到的多晶硅锭，从而切出呈多角形柱状、该多角形面的对角线长为150mm以上400mm以下、其高度为100mm以上500mm以下的块坯体和热处理工序（S3），对该块坯体进行温度500℃以上600℃以下、保持时间15分钟以上60分钟以下、冷却速度10℃/min以上60℃/min以下的热处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及作为太阳能电池用基板的原材料使用的多晶硅块材的制造方法、多晶硅片的制造方法及多晶硅块材。本申请主张2009年12月28日在日本申请的日本特愿2009-296874号的优先权，将其内容合并于此。
技术介绍
作为太阳能电池用基板，使用单晶硅或多晶硅构成的硅片。例如，在专利文献I、中，公开了对通过单向凝固得到的多晶硅锭进行切断而得到的多晶硅片用作太阳能电池用基板的技术。在这种太阳能电池中，太阳能电池用基板(多晶硅片)的特性很大程度上左右转换效率等性能。作为评价多晶硅片的品质的指标，使用所谓的寿命。该寿命指的是激发的载体消失为止的时间，已知多晶硅片的寿命越长则太阳能电池的转换效率越提高。该寿命与多晶硅片内的杂质量有关系，若杂质量增多则表现出寿命缩短的趋势。因此，通过制出高纯度的多晶硅锭，能够提高多晶硅片的寿命。然而，一直以来以制出高纯度的多晶硅锭为目的进行着开发，要进ー步高纯度化非常困难。此外，制出极高纯度的多晶硅锭需要巨大的成本，在エ业上无法广泛用作太阳能电池用基板。因此，例如在专利文献2中，公开了通过对多晶硅片实施热处理，使杂质凝聚在硅片的表面等，从而提闻寿命的方法。此外，多晶硅中含有的氧供体也是缩短上述寿命的主要原因。其中，在非专利文献I中，公开了在650°C附近氧供体消失，通过快速通过450°C附近，从而能防止氧供体的再产生。即，如专利文献2所记载，通过对多晶硅片实施热处理，也能够抑制氧供体的影响。专利文献I :日本特开平10-245216号公报专利文献2 :日本特开2005-166994号公报非专利文献I :ァドバンス卜ユレク卜ロニクス1-4バルグ結晶成長技術編者干川圭吾、発行者山本格、発行所株式会社培風館、P. 9然而，如专利文献2所记载，对多晶硅片进行热处理吋，由于易引起表面氧化，因此在热处理时需要以良好的精度进行气氛控制。此外，由于对切得较薄的多晶硅片进行操作，热处理作业非常烦杂。在此，为了有效地实施热处理，直接对多晶硅锭进行热处理时，若为了快速通过450°C附近进行骤冷则造成多晶硅锭产生裂纹。由此，不能防止氧供体的再产生，而不能堤闻寿命。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供可以恰当地进行热处理、能够制出寿命得到提闻的闻品质的多晶娃片的多晶娃块材的制造方法、多晶娃片的制造方法及多晶娃块材。为了解决上述课题，本专利技术涉及的多晶硅块材的制造方法为作为太阳能电池用基板的原材料使用的多晶硅块材的制造方法，具备铸造エ序，使硅熔液凝固来制出多晶硅錠；切断エ序，切断所得到的多晶硅锭，从而切出呈多角形柱状、该多角形面的对角线长为150mm以上400mm以下、其高度为IOOmm以上500mm以下的块还体；和热处理工序，对该块坯体进行温度500°C以上600°C以下、保持时间15分钟以上60分钟以下、冷却速度10°C /min以上60°C /min以下的热处理。根据该技术方案的多晶硅块材的制造方法，通过切断多晶硅锭，切出该多角形面的对角线长为150mm以上400mm以下、其高度为IOOmm以上500mm以下的块还体，并对该块坯体进行热处理，因此操作比较容易而且表面氧化的影响也少，可以简单地进行热处理作业。此外，实施热处理的块还体的多角形面的对角线长为400mm以下、其高度为500mm以下，因此即使为了在热处理中快速通过450°C附近而进行骤冷，块坯体也不会产生裂纹。由此，在热处理的冷却过程中，不会再产生氧供体，可以制出高品质的多晶硅块体。此外，由于将热处理工序的温度条件设定为500°C以上、保持时间设定为15分钟以上，因此可以切实地使氧供体消失而提高寿命。另ー方面，由于将热处理工序的温度条件设定为600°C以下、保持时间设定为60分钟以下，因此可以抑制块坯体中的杂质元素扩散。进ー步地，由于将热处理工序中的冷却速度设定为10°C /min以上，因此可以抑制在冷却时再产生氧供体。另ー方面，由于将热处理工序中的冷却速度设定为60°C /min以下，因此在冷却时不会担心块坯体破裂。 其中，在本专利技术的多晶硅块材的制造方法中，优选所述铸造エ序中通过单向凝固法制出所述多晶硅锭。由于硅为凝固时膨胀的金属，需要以在锭的内部不残留熔融金属的方式来进行铸造。因此，通过进行单向凝固，在锭的内部不会残留熔融金属，可以防止在制出的多晶硅锭上产生裂纹。此外，在单向凝固法中，由于硅熔液中的杂质元素从固相(铸锭)排出到液相(熔融金属)，因此可以比较容易地得到高纯度的多晶硅錠。本专利技术涉及的多晶硅片的制造方法为作为太阳能电池用基板使用的多晶硅片的制造方法，具备切割エ序，将通过上述多晶硅块材的制造方法制造的多晶硅块材切割为规定厚度。根据该技术方案的多晶硅片的制造方法，将进行了热处理的多晶硅块材切割为规定厚度，因此无需在晶片的状态下进行热处理，可以容易且以低成本制造寿命长、无表面氧化的闻品质的多晶娃片。本专利技术涉及的多晶硅块材为作为太阳能电池用基板的原材料使用的多晶硅块材，呈多角形柱状，该多角形面的对角线长为150mm以上400mm以下、其高度为IOOmm以上500mm以下,杂质量为O. Olppm以上Ippm以下的范围内，其寿命为I μ sec以上。该技术方案的多晶硅块材由于呈多角形柱状，该多角形面的对角线长为150mm以上400mm以下，形成与多晶硅片的截面大致相等的形状，因此通过切割该多晶硅块材，能够制出多晶娃片。此外，由于多角形面的对角线长为150mm以上、其高度为IOOmm以上，可以操作容易且简单地进行热处理。此外，由于表面氧化的影响少，因此无需过度进行气氛控制。进一步地，由于多角形面的对角线长为400mm以下、其高度为500mm以下，因此在热处理中，即使为了快速通过450°C附近进行骤冷，多晶硅块材也不会产生裂纹。如此能够恰当地进行热处理，所以多晶硅块材内部的氧供体消失且杂质凝聚，寿命得到提闻。由此，即使杂质量为O. Olppm以上Ippm以下的范围内，也能够将寿命延长至 I μ sec以上。即，无需制出极高纯度的多晶硅锭，能够制出寿命足够长的高品质的多晶硅片。而且，测定寿命时，其表面粗糙度带来大的影响。由此，测定样品的表面粗糙度设定为以十点平均粗糙度Rzjis (JIS B 0601 :2001)计为I μ m。其中，在本专利技术的多晶硅块材中，优选通过单向凝固法成型，由向着凝固方向延伸的多个柱状晶体构成。在单向凝固法中，硅熔液中的杂质元素从固相(铸锭)排出到液相(熔融金属)中，因此多晶硅块材的纯度升高。由此，可以延长该多晶硅块材的寿命。如此，根据本专利技术，可以提供可恰当地进行热处理、能够制出寿命得到提高的高品质的多晶硅片的多晶硅块材的制造方法、多晶硅片的制造方法及多晶硅块材。附图说明图I为本专利技术实施方式的多晶硅块材的简要说明图。图2为成为图I所示的多晶硅块材的原材料的多晶硅锭的简要说明图。图3为制造图2所示的多晶硅锭所使用的多晶硅锭制造装置的简要说明图。图4为表示本专利技术实施方式的多晶硅块材的制造方法及多晶硅片的制造方法的流程图。具体实施例方式以下参照附图对本专利技术实施方式的多晶硅块材的制造方法、多晶硅片的制造方法及多晶硅块材进行说明。本实施方式的多晶硅块材I为用作太阳能电池用基板的多晶硅片的原材料。如图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.28 JP 2009-2968741.一种多晶硅块材的制造方法，为作为太阳能电池用基板的原材料使用的多晶硅块材的制造方法，其特征在于，具备 铸造工序，使硅熔液凝固来制出多晶硅锭； 切断工序，切断所得到的多晶硅锭，从而切出呈多角形柱状、该多角形面的对角线长为150mm以上400mm以下、高度为IOOmm以上500mm以下的块还体；和 热处理工序，对该块坯体进行温度500°C以上600°C以下、保持时间15分钟以上60分钟以下、冷却速度10°C /min以上60°C /min以下的热处理。2.根据权利要求I所述的多晶硅块材的制造方法，其特征在于，所述铸...

【专利技术属性】
技术研发人员：续桥浩司，池田洋，金井昌宏，胁田三郎，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，三菱材料电子化成株式会社，
类型：发明
国别省市：