(57)【要約】【課題】インゴットを精度よく切断することができる切断装置および切断方法を提供することを目的とする。【解決手段】回転駆動される２個以上のプーリー間に張設したエンドレスベルト状のブレード２でインゴット４の所定箇所を切断するインゴット４の切断装置であって、上記インゴット４の下部の３箇所以上をそれぞれ個別に位置調整可能な固定具７で支持して切断する。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される２個以上のプーリー間にインゴットを切断するためのエンドレスベルト状のブレードを張設したインゴットの切断装置において、前記インゴットを載置する作業テーブルにそれぞれ個別に高さ方向の位置調整が可能な固定具を３箇所以上設けたことを特徴とするインゴットの切断装置。
【請求項２】
前記インゴットの上部に高さ方向の位置調整が可能な第二の固定具を設けたことを特徴とする請求項１に記載のインゴットの切断装置。
【請求項３】
回転駆動される２個以上のプーリー間にインゴットを切断するためのエンドレスベルト状のブレードを張設したインゴットの切断装置において、前記インゴットを載置する作業テーブルに高さ方向の位置調整が可能な固定具を設けるとともに、前記インゴットの上部にそれぞれ個別に高さ方向の位置調整が可能な第二の固定具を３箇所以上設けたことを特徴とするインゴットの切断装置。
【請求項４】
回転駆動される２個以上のプーリー間に張設したエンドレスベルト状のブレードでインゴットの所定箇所を切断するインゴットの切断方法において、前記インゴットの下部の３箇所以上を固定具で支持して切断することを特徴とするインゴットの切断方法。
【請求項５】
前記インゴットの上部の１箇所以上を第二の固定具で押圧して切断することを特徴とする請求項４に記載のインゴットの切断方法。
【請求項６】
前記インゴットの上部側または下部側から切断することを特徴とする請求項４または５に記載のインゴットの切断方法。
【請求項７】
回転駆動される２個以上のプーリー間に張設したエンドレスベルト状のブレードでインゴットの所定箇所を切断するインゴット切断方法において、前記インゴットの底部の１箇所以上を固定具で支持するとともに、前記インゴットの上部の３箇所以上を第二の固定具で押圧して、前記インゴットの下部側または上部側から切断することを特徴とするインゴットの切断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインゴットの切断装置および切断方法に関し、特にバンドソーを用いたインゴットの切断装置および切断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池は入射した光エネルギーを電気エネルギーに変換するものである。太陽電池のうち主要なものは使用材料の種類によって結晶系、アモルファス系、化合物系などに分類される。このうち、現在市場で流通しているのはほとんどが結晶系シリコン太陽電池である。この結晶系シリコン太陽電池はさらに単結晶型、多結晶型に分類される。単結晶型のシリコン太陽電池は基板の品質がよいために高効率化が容易であるという長所を有する反面、基板の製造コストが高いという短所を有する。これに対して多結晶型のシリコン太陽電池は基板の品質が劣るために高効率化が難しいという短所はあるものの、低コストで製造できるという長所がある。また、最近では多結晶シリコン基板の品質の向上やセル化技術の進歩により、研究レベルでは１８％程度の変換効率が達成されている。
【０００３】
一方、量産レベルの多結晶シリコン太陽電池は低コストであったため、従来から市場に流通してきたが、近年環境問題が取りざたされる中でさらに需要が増してきている。
【０００４】
多結晶シリコン太陽電池に用いる多結晶シリコン基板は一般的にキャスティング法と呼ばれる方法で製造される。このキャスティング法とは、離型材を塗布した黒鉛などからなる鋳型内のシリコン融液を冷却固化することによってシリコンインゴットを形成する方法である。このシリコンインゴットの端部を除去したり所望の大きさに切断して切り出し、切り出したインゴットを所望の厚みにスライスして太陽電池を形成するための多結晶シリコン基板を得る。
【０００５】
シリコンインゴットの端部を除去したり所望の大きさに切断する装置としてバンドソー型切断装置がある。図４は一般的なバンドソー型切断装置の概略図である。図４中、１はプーリー、２はブレード、３はブレード固定具、４はシリコンインゴットである。プーリー１間に張設されたエンドレスベルト状のブレード２を適度な速度で周回駆動させながらブレード２を下方に移動させることにより、シリコンインゴット４の端部などを切断する。このとき、シリコンインゴット４を作業テーブル上に置いて上から固定したり、左右から固定してシリコンインゴット４の端部などを切断している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来のバンドソー型の切断装置では、シリコンインゴット４の所定箇所を正確に切断できないという問題があった。
【０００７】
すなわち、シリコンインゴット４を鋳型を用いるキャスティング法で形成した場合、図５に示すように、鋳型５の表面に塗布した離型材６に凹凸が存在するため、シリコンインゴット４の鋳肌面にも凹凸が形成される。このようなインゴット４をバンドソー型切断装置の作業テーブル上に設置すると、シリコンインゴット４の底部は面ではなく、多数の点として接触する。このとき、シリコンインゴット４は主要な３点で保持されるが、この３点のバランスが悪いとシリコンインゴット４はぐらつく状態で設置される。また、仮に安定した状態で設置されても、切断するときや切断が終了したときにそのうちの１点がフリーな状態になれば簡単にぐらつく状態になる。
【０００８】
そのため、所望の大きさに切断するときにぐらついたり、切断が終了したときにぐらついて正確に切断できないという問題が発生する。なお、切断が終了したときにインゴット４がぐらつくと、次に切断するときに正確に切断できないという問題になる。
【０００９】
本発明はこのような従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、シリコンインゴットを精度よく切断できないという従来技術の問題点を解消したインゴットの切断装置および切断方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係るインゴットの切断装置では、回転駆動される２個以上のプーリー間にインゴットを切断するためのエンドレスベルト状のブレードを張設したインゴットの切断装置において、前記インゴットを載置する作業テーブルにそれぞれ個別に高さ方向の位置調整が可能な固定具を３箇所以上設けたことを特徴とする。
【００１１】
このとき前記インゴットの上部に高さ方向の位置調整が可能な第二の固定具を設けることが望ましい。
【００１２】
また、請求項３に係るインゴットの切断装置では、回転駆動される２個以上のプーリー間にインゴットを切断するためのエンドレスベルト状のブレードを張設したインゴット切断装置において、前記インゴットを載置する作業テーブルに高さ方向の位置調整が可能な固定具を設けるとともに、前記インゴットの上部にそれぞれ個別に高さ方向の位置調整が可能な第二の固定具を３箇所以上設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に係るインゴットの切断方法では、回転駆動される２個以上のプーリー間に張設したエンドレスベルト状のブレードでシリコンインゴットの所定箇所を切断するインゴットの切断装置において、前記インゴットの底部の３箇所以上を固定具で支持して切断することを特徴とする。
【００１４】
このとき前記インゴットの上部の１箇所以上を第二の固定具で押圧して切断することが望ましい。
【００１５】
上記切断方法では、前記インゴットの上部側または下部側のいずれの方向からでも切断できる。
【００１６】
また、請求項７に係るシリコンインゴットの切断方法では、回転駆動される２個以上のプーリー間に張設したエンドレスベルト状のブレードでインゴットの所定箇所を切断するインゴット切断方法において、前記インゴットの下部の１箇所以上を固定具で支持するとともに、前記インゴットの上部の３箇所以上を第二の固定具で押圧して、前記インゴットの下部側または上部側から切断することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るインゴットの切断装置および切断方法について図を用いて詳細に説明する。
本発明に係るインゴットの切断装置も全体構成は図４に示す従来の切断装置と略同じである。すなわち、回転駆動される複数のプーリー１間にエンドレスベルト状のブレード２を張設して支持具３で固定し、この支持具３間に配置したインゴット４の所定箇所を切断するものである。
【００１８】
図１は本発明に係るインゴットの切断装置を上方から見た図、図２、図３は側方から見た図である。図１〜３中、２はブレード、４はインゴット、７は固定具、８は第二の固定具、９は作業テーブル、１０は切断位置を示す。
【００１９】
インゴット４が載置される作業テーブル９には固定具７が設けられている。この固定具７は、作業テーブル９の裏側から螺入される３本のボルト状部材で構成される。すなわち、この３本のボルト状部材３は個別に上下動し、先端部の高さ方向での位置調整が可能なように取り付けられる。各固定具７のインゴット４との当接面積はぐらつきがなく支持でき、かつインゴット４の所定箇所を切断するときに必要以上の応力がかからない程度にする必要がある。また、固定具７は例えばインゴット４の所定箇所を切断するときと切断が終了した後に保持しうる強度が必要である。
【００２０】
また、作業テーブル９には、保持具１１を介して第二の固定具８が設けられている。この第二の固定具８は例えば保持具１１の上方から下方に向かって螺入される１本のボルト状部材で構成される。このボル状部材ト８も上下動し、先端部の高さ方向での位置調整が可能なように設けられる。この第２の固定具８は作業テーブル９に直接取り付けられた３つの固定具７を平面視して略等距離となるような位置に設けることが望ましい。インゴット４を最も安定して固定できるからである。また、第二の固定具８はブレード２の周回駆動と下方移動に干渉しない位置に設ける必要がある。
【００２１】
ブレード２は作業テーブル９に直接取り付けられた３つの固定具７を平面視した外側に位置するように配置される。なお、図１に示す装置では、３つの固定具７の頂点側にブレード２が配置されているが、インゴット４の所定箇所をより安定して切断するためには、３つの固定具７を接続する仮想線の辺の外側にブレード２を配置することが望ましい。ブレード２と作業テーブル９の双方またはいずれか一方は、上下動し、水平移動し、または水平回転する。
【００２２】
また、インゴット４の下部の１箇所を高さ方向の位置調整が可能な固定具７で支持するとともに、インゴット４の上部の３箇所以上をそれぞれ個別に高さ方向の位置調整が可能な第二の固定具８で支持することもできる。インゴット４の所定箇所を下部から上部に向かって切断する場合には、上部の３箇所以上に第２の固定具８で接触させた方がより安定して切断できる。
【００２３】
次に、インゴットの切断方法を説明する。
離型材６を塗布した鋳型５を用いて鋳造したインゴット４を作業テーブル９上に設置する。プーリー１間に張設されたエンドレスベルト状のブレード２を適度な速度で周回駆動させながらブレード２を下方に移動させるか作業テーブル９を上方に移動させることによってインゴット４の所定箇所を切断する。
【００２４】
このとき、インゴット４がぐらつくことを防止するために、作業テーブル９に設けた３本の固定具７を上下動させてインゴット４の底部に接触させる。
【００２５】
また、インゴット４をより安定して固定するために、第二の固定具８を上下動させてインゴット４の上方から作業テーブル９に対して垂直な方向に押圧して固定することが望ましい。この第二の固定具８に加える力については、バンドソーで切断するとき及び切断が終了した後にインゴット４をぐらつきなく保持できる力である必要がある。
【００２６】
このようにインゴット４の下部の３箇所以上を支持して、この固定具７よりも外側にブレード２が当たるようにブレード２を下降または作業テーブル９を上昇させることによってインゴット４の所定箇所を切断する。
【００２７】
一回の切断が終了すると、固定具７を下降させるとともに第二の固定具８を上昇させてインゴット４を次の切断位置に移動し、再度固定具７を上昇させるとともに第二の固定具８を下降させてインゴット４を固定して次の切断位置で切断する。
【００２８】
インゴット４を作業テーブル９上に載置し、そのインゴット４の上方からブレード２で切断することを例にとって説明したが、たとえばブレード２をインゴット４の下方に位置させて切断することも可能である。
【００２９】
また、インゴット４の底部の１箇所以上を固定具７で支持するとともに、上部の３箇所以上を第二の固定具８で押圧して、このインゴット４の下部側または上部側から切断することもできる。
【００３０】
また、インゴット４を作業テーブル９上に載置する際、インゴット４は鋳造されたときと同じ向きで設置してもよいし、上下逆に設置しても構わない。さらに鋳造された時の側面を作業テーブル９に接触するように載置してもよい。
【００３１】
切断するインゴット４はシリコンインゴットが最も代表的であるが、それ以外の半導体のインゴットにも応用できる。また、四角柱状のインゴット４に限らず、それ以外の多角柱状や円柱状のインゴットにも適用できる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るインゴットの切断装置によれば、インゴットを載置する作業テーブルにそれぞれ個別に高さ方向の位置調整が可能な固定具を３箇所以上設けたことから、インゴットをしっかりと支持でき、精度のよい切断が可能となる。
【００３３】
また、本発明に係るインゴットの切断方法によれば、インゴットの下部の３箇所以上を固定具で支持して切断することから、切断するときと切断が終了したときのインゴットのぐらつきがなくなり、精度のよい切断が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインゴットの切断装置を上方から見た図である。
【図２】本発明に係るインゴットの切断装置を側方から見た図である。
【図３】本発明に係るインゴットの切断装置を他の側方から見た図である。
【図４】従来のインゴットの切断装置を示す図である。
【図５】インゴットの製造に用いる鋳型を示す図である。
【符号の説明】
１・・・プーリー、２・・・ブレード、３・・・ブレード固定具、４・・・シリコンインゴット、５・・・鋳型、６・・・離型材、７・・・固定具、８・・・第二の固定具、９・・・作業テーブル、１０・・・切断位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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