[發明專利]一種太陽能電池單晶硅片的制造方法

無效

• 申請號: 201010194517.0
• 申請日: 2010-06-04
• 公開（公告）號: CN101851779A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 李金甫;屠勇勇;肖冀;季炯
• 申請（專利權）人: 浙江芯能光伏科技有限公司
• 主分類號: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00;C30B29/06
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 吳關炳

技術領域

本發明屬于綠色能源太陽能電池技術領域，特別是涉及一種高效能太陽能電池的單晶硅片的制造方法。

背景技術

太陽能是一種取之不盡、用之不竭的綠色能源。太陽能電池是太陽能光伏發電系統的主要組件，其中單晶硅太陽能電池是目前發展最快的一種太陽能電池。單晶硅片的品質直接影響著單晶硅太陽能電池的質量，提高單晶硅片的品質是生產高效能太陽能電池的前提。目前，國內外普遍采用傳統直拉生長法生產單晶硅，然后經切割制成單晶硅片。研究表明，單晶硅太陽能電池衰減高的根源在于氧，氧與硼結合形成了硼氧復合體是導致衰減的罪魁禍首。雖然直拉生長法生產工藝比較成熟，成品率也較高，而且生產成本相對較低，但該方法生產的單晶硅氧含量過高且分布不均，直接導致所制成的單晶硅太陽能電池質量不佳，特別是其光電轉換效率低、衰減高。

發明內容

本發明針對上述現有技術存在的缺陷，提出了一種生產高效能太陽能電池單晶硅片的方法，由該方法生產的單晶硅片氧含量低且分布均勻，所制成的單晶硅太陽能電池質量上佳，光電轉換效率高、衰減低。

本發明解決技術問題所采取的技術方案是：一種太陽能電池單晶硅片的制造方法，依次包括準備、配料、拉棒和切割步驟，所述拉棒步驟包括熔化、揮發、種晶、縮頸、放肩、拉晶、收尾和冷卻過程；其中，

(1)在所述配料步驟中，采取以原生多晶硅為主原料并摻硼母合金的配方，或者以原生多晶硅為主原料配以循環料的配方；

(2)在所述拉棒步驟中，控制坩堝轉速為1rpm～8rpm以降低硅熔融液的氧濃度，控制晶棒轉速為3rpm～12rpm以改善生長晶棒中氧的徑向分布，并控制晶棒拉速為0.8mm/min～3mm/min。

作為一種優選，在所述配料步驟中，所述摻硼母合金的配方以質量份計為：原生多晶硅100份，電阻率為0.0015Ω·cm硼母合金0.22份～0.24份。

作為一種優選，在所述配料步驟中，所述配以循環料的配方以質量百分計為：原生硅30％～40％，循環料60％～70％。

作為一種優選，在所述拉棒步驟中，揮發過程控制所述坩堝轉速為5rpm～8rpm；拉晶過程控制所述坩堝轉速為6rpm～8rpm，控制所述晶棒轉速為10rpm～12rpm并控制所述晶棒拉速為0.8mm/min～1.2mm/min；收尾過程控制所述坩堝轉速為1rpm～5rpm，控制所述晶棒轉速為3rpm～10rpm并控制所述晶棒拉速為1.2mm/min～3mm/min。

作為進一步的優選，在所述拉棒步驟中，揮發過程控制所述坩堝轉速為6rpm；拉晶過程控制所述坩堝轉速為8rpm，控制所述晶棒轉速為12rpm并控制所述晶棒拉速為1.1mm/min；收尾過程控制所述坩堝轉速為2rpm，控制所述晶棒轉速為5rpm并控制所述晶棒拉速為2.5mm/min。

本發明所述的循環料是指在拉晶過程中，或拉晶后單晶硅棒加工成單晶硅片過程中所產生的邊角料，如：頭尾料，堝底料、提肩料、邊片料及一些碎片等。

具體地說，本發明所提供的一種太陽能電池單晶硅片的制造方法，其包括準備、配料、拉棒和切片步驟，所述拉棒步驟包括熔化、揮發、種晶、縮頸、放肩、拉晶、收尾和冷卻過程。所述準備步驟包括原料的準備和設備的準備，其中主要對原生多晶硅進行清洗，除去金屬等雜質，同時單晶爐進行整理，完成裝料前的準備。

所述配料步驟，采取以原生多晶硅為主原料并摻硼母合金的配方，或者以原生多晶硅為主原料配以循環料的配方；將配方原料裝載到單晶爐的石英坩堝中。