[發(fā)明專利]一種單晶硅棒拉制工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110400777.3
• 申請日: 2011-12-06
• 公開（公告）號: CN102409397A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高一凡;曾世銘;牛冬梅
• 申請（專利權(quán)）人: 江西旭陽雷迪高科技股份有限公司
• 主分類號: C30B15/20
• 分類號: C30B15/20
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種單晶硅棒拉制工藝，特別是一種一爐兩棒直拉單晶硅生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

太陽能級單晶硅片是制造單晶硅太陽能電池的基礎(chǔ)材料。單晶硅棒以多晶硅為原料，采用區(qū)熔法或拉制法制造。而太陽能級單晶硅棒是采用（單晶硅爐）拉制法生產(chǎn)。單晶硅棒拉制成功后，經(jīng)去圓邊切成四方體、然后使用多線切割機切割加工，制成單晶硅片。所以，拉制單晶硅棒是太陽能單晶硅片生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。

目前，太陽能單晶硅棒的主要規(guī)格有6英寸與8英寸，生產(chǎn)企業(yè)使用單晶硅爐拉制單晶棒一爐只能生產(chǎn)一根硅棒。當今國內(nèi)有很多生產(chǎn)6”～8”硅單晶的公司，都是采用“一堝一爐單棒技術(shù)”，即是使用一個石英坩堝裝入硅原料后，只能拉出一根單晶，然后將破裂的堝拋棄。這樣生產(chǎn)成本必然較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明其目的就在于提供一種單晶硅棒拉制工藝，解決了一爐兩棒直拉單晶硅生產(chǎn)技術(shù)問題。具有成本低、生產(chǎn)效率高的特點，且操作簡單、方便。

實現(xiàn)上述目的而采取的技術(shù)方案，本發(fā)明工藝包括

a)??在22”石英坩堝中首次投料110公斤硅原料；

b)??在單晶爐中熔化硅料后，第二次加入30公斤硅原料；

c)??調(diào)節(jié)溫度和晶升參數(shù)，拉制出第一根棒，長度1000-1100mm，重80-90公斤，取出單晶硅棒；

d)??第三次加入25-30公斤硅料，熔化后拉制第二根單晶硅棒，長度為900-1000mm,重75-80公斤。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下優(yōu)點。

1、具有成本低、生產(chǎn)效率高的特點，且操作簡單、方便。

2、使用一只石英坩堝依次拉出了兩根硅單晶棒，這樣大大節(jié)約了石英坩堝，氬氣，電力的費用并提高了爐產(chǎn)量，顯著降低了硅單晶的生產(chǎn)成本。

具體實施方式

本發(fā)明工藝包括

a)????在22”石英坩堝中首次投料110公斤硅原料；

b)????在單晶爐中熔化硅料后，第二次加入30公斤硅原料；

c)????調(diào)節(jié)溫度和晶升參數(shù)，拉制出第一根棒，長度1000-1100mm，重80-90公斤，取出單晶硅棒；

d)????第三次加入25-30公斤硅料，熔化后拉制第二根單晶硅棒，長度為900-1000mm,重75-80公斤。

實施例

1、在22”石英坩堝中首次投料110公斤硅原料，由于受到石墨加熱器的高度和單晶爐坩堝軸下限位的限制，石英堝的裝料量難以超過110公斤；

2、在單晶爐中熔化硅料后，第二次加入30公斤，共計堝中裝入140公斤硅料；

3、調(diào)節(jié)溫度和晶升參數(shù)，拉制出第一根棒，長度約1000-1100mm，重約80-90公斤，取出單晶；

4、第三次加入25-30公斤硅料，熔化后拉制第二根硅單晶，長度約為900-1000mm,重約75-80公斤。

由于坩堝體積限制，第一次加入的110公斤硅料熔化后，固體變成液態(tài)，坩堝有了空間，故第二次加入30公斤；取出第一根單晶棒后，坩堝內(nèi)只有50-60kg硅料，故需第三次加入25-30公斤硅料，才能保證第二根硅棒達75-80公斤。

工藝設(shè)備

???1.?華盛天龍公司制作的DRF-95型單晶爐；

???2.?配置的22”熱場；

???3.?22”特質(zhì)石英坩堝；

???4.?優(yōu)化的拉晶工藝技術(shù)參數(shù)。

實施結(jié)果

1.?單晶產(chǎn)量及成品率數(shù)據(jù)表：

???????????????????????????????平均成品率????約80%

2.?生產(chǎn)成本降低：

??????A．單次投料110公斤，成品率80%?的生產(chǎn)成本估算：

?????????根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，拉晶時間約為70小時。

開一爐的費用=石英堝費用4800元+電費5000元+熱場折舊費2250元+設(shè)備折舊費667元+氬氣費2000元+人工費1050元+輔料費200元=約16000元。

每爐生產(chǎn)單晶重量?=?110?×80%?=?88?公斤。

?單晶生產(chǎn)成本?=?16000?/?88?=?182元/公斤