[其他]由水平拉带工艺制造的硅带切割

说明书

用于太阳能电池的盘状硅片的方法和设备。

本发明涉及一种由水平拉带工艺制造的硅带切割用于太阳能电池的盘状硅片的方法，其中用一条向硅带拉伸方向运行的，最好由石墨纤维织成的织带作为形成硅带所用熔体的载体和结晶晶芽成份，将该织带向位于槽内的熔体上方切向拉出，在熔体上方和下面均有热源，其上下应调整得使硅带在考虑到熔体表面幅射损失的情况下以均匀的厚度凝结成硅带，然后才从熔体连续地侧向拉出，以及实施该方法的设备。

这种类型的方法例如已由欧洲专利申请0170119所公开。其中以米/分的高拉伸速度制造硅带，该硅带在进一步加工成太阳能电池之前必须切割成适合的切片。

为了不影响拉伸过程的连续性，必须在拉伸过程中和不变的拉伸速度下切割成一定长度的切片。通过切割工序时不允许硅带颤抖或振动，因为由此将会影响晶体生长过程。影响其生长会导致降低由这种材料加工成的太阳能电池的效率。

本发明的任务是发明一种无干扰的，可顺利地适用于连续制造过程的切割方法。

该任务可由具有下列特征的开头所述的方法来完成。以特定的，予先给示的，与太阳能电池所用硅片大小相应的距离，借助于一起运行的屏蔽体减少熔体表面的幅射损失，使得在限定的区域间不发生硬化，且因此在硅带中形成一条切割带。

本发明还包括，采用耐热而导电好的材料制成的桥状物体作屏蔽体，它放在不用于结晶的石墨织带外侧窄带上并以此崩紧的物体遮盖熔体表面。

本发明进一步的方案由以属权利要求得出。

下面的想法导致了本发明：在水平带拉伸工艺中，通过冷却硅熔体的表面和凝结成一个薄层来产生硅带。适当地控制凝结硬化时可从熔体连续侧向地拉出带状的薄层。为了结晶过程的稳定化而用一个与硅熔体相比放射因子E较高的材料制成的例如碳素纤维网作载体。硅表面硬化所必需的冷却主要是通过幅射进行的。

按照本发明的思想，以确定的、与期望的硅片大小相应的距离，降低熔体表面的幅射损失，使得凝固不再发生。这通过下属措施来实现，即使一个物体与形成的硅带一起运行，用它阻止固化所需的热幅射，原则上这里可以利用同行物体的四个特性，即：

1.自身内部温度，

2.放射度及吸收度E_k，

3.反射能力    和

4.它的外形。

每单位面积熔体幅射的功率P由斯忒藩-波耳兹曼（热幅射）定律得出：

P= (E_S·E_k)/(E_s+E_k-E_s·E_k) （1）

其中E_s为熔体的幅射率，E_k为遮热体的幅射率，δ为斯忒藩-波耳兹曼常数，T_s是熔体的温度，T_k是遮热体的温度。

如果在等式（1）中用固体硅的幅射率E_F代替E_s，即可得到由结晶表面幅射的功率。在不加遮盖的表面和熔点温度在F_s时，固体硅的幅射功率比液体硅约高7W/Cm²。

若在发热量P_H不变的条件下导入熔体表面与在水平方向运行的碳素纤维网的接触式结晶，则幅射功率P增大约7W/Cm²。只要这项数额不能导致温度降低，则它由正在排放的潜在热量P_L提供。

P＝P_H+P_L（2）

在发热量不变时因此P_L≤7W/Cm²。如果阻止3潜热产生的部分P_L的排放，则结晶即不会发生。

下面用两个实施例和图1至3详细解释本发明。其中，

图1是用于解释上述发明原理的结构图;

图2和图3是实施该方法的装置示意图。

在所有图中对同样的部件采用同样的标号。

图1中标号含义如下：

1-以速度V₁运行的碳素纤维网，

2-硅熔体

3-容纳硅熔体的石英槽

4-已结晶的硅带（V₁）

5-熔化热的幅射

6-以速度V₂运行的，例如由条状钼板制成的屏蔽体

7-加热器（为了图面清楚起见，熔体上部P的加热器未画出）

11-切割位置