[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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1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，要进一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，在工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，从而提高寿命的方法。

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1中，公开了在650℃附近氧供体消失，通过快速通过450℃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1：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1：アドバンストエレクトロニクスI-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时，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℃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，而不能提高寿命。

发明内容

本发明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。

为了解决上述课题，本发明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、其高度为100mm以上500mm以下的块坯体；和热处理工序，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。

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100mm以上500mm以下的块坯体，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，实施热处理的块坯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℃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℃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。

另一方面，由于将热处理工序的温度条件设定为600℃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。

进一步地，由于将热处理工序中的冷却速度设定为10℃/min以上，因此可以抑制在冷却时再产生氧供体。

另一方面，由于将热处理工序中的冷却速度设定为60℃/min以下，因此在冷却时不会担心块坯体破裂。

其中，在本发明的多晶硅块材的制造方法中，优选所述铸造工序中通过单向凝固法制出所述多晶硅锭。