[發(fā)明專利]晶體連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備及使用該設(shè)備連續(xù)生產(chǎn)多晶硅的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810089244.6
• 申請日: 2008-04-25
• 公開（公告）號: CN101565852A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁顯波
• 申請（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: C30B28/04
• 分類號: C30B28/04;C30B29/06;B22D11/00
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 陳小蓮;王鳳桐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種晶體連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備以及使用該設(shè)備連續(xù)生產(chǎn)多晶硅的方法。

背景技術(shù)

太陽能以其分布廣泛、清潔無污染等優(yōu)點成為解決能源危機和環(huán)境惡化的首選能源，因此高效率低成本太陽能電池的研究備受世人關(guān)注。其中多晶硅太陽能電池因光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)20.3％且成本低廉而成了業(yè)界研究的焦點，關(guān)于太陽能級多晶硅的研究正如火如荼地進(jìn)行。

US?6090361公開了一種太陽能電池純化硅的制備方法，該方法包括用碳還原熔融的氧化硅，得到冶金級硅，然后將熔融的冶金級硅倒入模具中進(jìn)行定向凝固以制備Al和Fe含量低于1000ppm的固體硅，接著將該固體硅進(jìn)行真空熔融以除去磷，隨后進(jìn)行精煉以除去其中的碳和硼，然后凝固并提純所得精煉后的熔融硅，所述凝固為單固化步驟。

CN?1803598A公開了一種制備太陽能級多晶硅的方法，該方法包括將冶金級硅進(jìn)行真空精煉后對熔體進(jìn)行定向凝固處理，所述定向凝固處理在真空度為10^-2-10^-5帕、熔體溫度為1430-1500℃的感應(yīng)真空爐內(nèi)進(jìn)行，冷卻速度為0.1-2毫米/分鐘，待爐子冷卻至室溫后將冷凝后的硅進(jìn)行切頭處理，得到太陽能級多晶硅和硅合金。

上述方法的共同特點是定向凝固在坩堝內(nèi)進(jìn)行，所制備的多晶硅呈錠狀，硅錠的大小取決于坩堝的大小，不能進(jìn)行連續(xù)化生產(chǎn)。而且生產(chǎn)的硅錠必須經(jīng)過切割制備成片狀才能用在太陽能電池上，這樣既增加了后續(xù)切割工藝，又導(dǎo)致了多晶硅的材料切割損耗，間接導(dǎo)致了所得太陽能級多晶硅的成本增加，成為光伏產(chǎn)業(yè)繼續(xù)大規(guī)模發(fā)展的桎梏。

另外，現(xiàn)有其它鑄錠結(jié)晶生長的物質(zhì)，例如CaF₂、LiNbO₃、SiC等的結(jié)晶也基本在坩鍋等底端封閉的容器中進(jìn)行，因此，現(xiàn)有的結(jié)晶操作不能連續(xù)進(jìn)行，不能進(jìn)行工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中晶體特別是太陽能級多晶硅的制備方法不能連續(xù)生產(chǎn)的缺點，提供一種能夠連續(xù)生產(chǎn)晶體特別是太陽能級多晶硅的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備以及使用該設(shè)備連續(xù)生產(chǎn)多晶硅的方法。

本發(fā)明提供了一種晶體連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，該連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備包括熔融裝置，所述熔融裝置具有進(jìn)料口和出料口，其特征在于，該連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備還包括多個結(jié)晶成型裝置和切割部件，多個結(jié)晶成型裝置依次排列且具有依次下降的溫度，依次排列的多個結(jié)晶成型裝置中端部的一個結(jié)晶成型裝置用于接收來自出料口的熔融狀態(tài)的液體，并使熔融狀態(tài)的液體冷卻和結(jié)晶，依次排列在所述端部的結(jié)晶成型裝置之后的結(jié)晶成型裝置用于使來自所述端部的結(jié)晶成型裝置的晶體繼續(xù)結(jié)晶成型為帶狀晶體；所述切割部件用于切割來自與所述端部相對的末端部的結(jié)晶成型裝置的帶狀晶體。

本發(fā)明還提供了一種多晶硅的連續(xù)生產(chǎn)方法，其特征在于，該方法包括將固態(tài)硅加熱熔融，然后使熔融后的硅依次通過多個結(jié)晶成型區(qū)，所述多個結(jié)晶成型區(qū)的溫度是依次下降的，多個結(jié)晶成型區(qū)中端部的一個結(jié)晶成型區(qū)用于接收熔融狀態(tài)的硅，并使熔融狀態(tài)的硅冷卻和結(jié)晶，排列在所述端部的結(jié)晶成型區(qū)之后的結(jié)晶成型區(qū)用于使來自所述端部的結(jié)晶成型區(qū)的晶體繼續(xù)結(jié)晶成型為帶狀多晶硅，該方法還包括將所述帶狀多晶硅進(jìn)行切割。本發(fā)明的晶體連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備能夠連續(xù)生產(chǎn)晶體，特別是用本發(fā)明的晶體連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備、采用本發(fā)明的多晶硅連續(xù)生產(chǎn)方法制備的多晶硅的結(jié)晶度好，多晶硅片的電阻率較高，為0.98-1.27歐姆·厘米，而一般市售為的多晶硅片電阻率為0.5-3歐姆·厘米，且用該多晶硅制備的多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換率較高，為14.6-17.8％，市售的多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換率一般為13-15.5％，說明了本發(fā)明制備的多晶硅可用于制備多晶硅太陽能電池；另外，本發(fā)明的晶體連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備不僅能夠連續(xù)生產(chǎn)多晶硅，而且與現(xiàn)有生產(chǎn)多晶硅的裝置相比，本發(fā)明生產(chǎn)的多晶硅由于可以是帶狀，因此只需將該帶狀的多晶硅根據(jù)太陽能電池所需的尺寸進(jìn)行切割即可，與現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的錠狀多晶硅相比，簡化了切割步驟和降低了對切割裝置的要求，因此生產(chǎn)成本較低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的晶體連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備示意圖。

具體實施方式