[发明专利]固相原料的热处理方法、其装置以及锭块、加工物及太阳能电池的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种固相原料的热处理方法和其装置，以及锭块、加工物及太阳能电池的制造方法。更详细而言，本发明涉及一种固相原料的热处理方法及用于所述方法的固相原料的热处理装置，以及如硅锭块的锭块(铸造物)、加工物及太阳能电池的制造方法。

背景技术

作为对地球环境引起各种问题的石油等的代替品，自然能源的利用受到关注。其中，太阳能电池无需大型设备，且运转时不产生噪音等，因此，日本以及欧州等地尤为积极地导入。

对一部分使用了碲化镉等化合物半导体的太阳能电池也进行了实用化，但从物质本身的安全性、此前的实绩、及成本绩效的方面出发，使用有多晶硅基板、单晶硅基板的硅太阳能电池占有较大份额。

不仅上述的硅，锗或砷化镓等III-V族化合物、硒化锌等II-VI族化合物、其他II-IV-V2族化合物以及I-III-VI2族化合物等半导体材料也为脆性材料而容易破裂，且作为太阳能电池用材料使用的情况下，由错位所引起的品质降低明显。因此，通过晶体成长等铸造对上述材料进行制造时，温度条件的控制变得重要。

另外，通过铸造而制造的金属材料或绝缘材料中，在调整为所需的结晶粒径的情况下，与半导体材料相同，温度条件的控制也变得重要。

例如，通过浇铸法而制造太阳能电池用多晶硅锭块时，通常将在内部装填有固相原料的容器安放于装置内，通过加热器对固相原料进行加热熔融后，降低容器底部的温度，从而使熔融的固相原料沿自容器底部至上部的一个方向凝固，由此制造太阳能电池用多晶硅锭块。

例如，在日本特开2008-063194号公报(专利文献1)中公开了以下技术：一种以提高多晶硅太阳能电池的特性为目的，通过在原料中添加少量的锗，并在晶体成长初期将容器底面的温度在1410℃下保持40分钟，由此在硅锭块最下部成长(表现)沿<112>方向延伸的树枝状结晶。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-063194号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，如专利文献1的温度控制中，作为硅的熔点1410℃的绝对值具有较大意义，由于存在热电偶或放射温度计等温度检测设备的经时劣化、其由于设置位置或温度校准方法的偏差等各种偏差因素，因此极难再现性良好地制造多晶硅。另外，在专利文献1中，并未揭示针对偏差因素的具体方案。

另外，不限于硅，众多半导体材料、金属材料、绝缘体材料的铸造、晶体成长中，多同样迫切地需要以如下精度来控制材料本身的温度的绝对值，即所述精度超过温度检测设备中检测温度的绝对值的测定精度。尤其是铸造物为脆性材料的情况下，对热处理时的温度控制要求较高的精度。

本发明要解决的问题在于提供一种方法，其在对固相原料进行加热使其熔融后再使其固化的热处理中，可消除由温度检测设备的设置状态、劣化状态、校准方法等产生的偏差的问题，以超过测定精度的精度确保热处理状态的再现性。

解决问题的方法

本发明的发明人重复进行了深刻的研究，结果发现：通过向温度检测设备的资料导入应时的温度检测设备的劣化状态、设置状态、校准方法下的基准温度的概念可解决上述问题，从而完成本发明。

如此，根据本发明，可提供一种固相原料的热处理方法，其通过加热设备对收纳于容器中的固相原料进行加热使其熔融，然后，使上述固相原料固化，从而获得其锭块者，且该方法通过温度检测设备检测上述固相原料的温度，将上述固相原料在即将熔融结束之前的固定的温度设为基准温度Tm℃，并基于上述基准温度Tm℃进行温度控制。

另外，根据本发明，可提供使用上述固相原料的热处理方法来制造锭块的锭块制造方法、对通过该制造方法所制造的锭块进行加工而获得加工物的加工物的制造方法、尤其是来自硅材料的加工物的制造方法、以及使用通过该制造方法所制造的加工物而得到硅太阳能电池的太阳能电池的制造方法。

进而，根据本发明，可提供一种固相原料的热处理装置，其用于上述固相原料的热处理方法，且包含：收纳固相原料的容器、检测上述固相原料的温度的温度检测设备、加热设备、以及对上述加热设备的温度进行检测的温度检测设备。

发明的效果

根据本发明，可提供一种方法，其在对固相原料进行加热使其熔融后再使其固化的热处理中，可消除由于温度检测设备的设置状态、劣化状态、校准方法等引起的偏差的问题，以超过测定精度的精度来确保热处理状态的再现性。